基于動(dòng)力學(xué)模型的機(jī)械手控制策略研究.pdf

1、高性能的機(jī)械手在面向物料搬運(yùn)、IC封裝等領(lǐng)域具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。機(jī)械手的伺服控制系統(tǒng)是機(jī)械手系統(tǒng)的核心，伺服系統(tǒng)控制算法的好壞直接影響著機(jī)器人系統(tǒng)控制性能的提升，傳統(tǒng)的PID控制在機(jī)械手高性能的控制方面有一定的局限性。
　　本文針對(duì)兩自由度(2DOF)機(jī)械手進(jìn)行基于動(dòng)力學(xué)模型的控制算法的研究，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了控制算法和整個(gè)控制系統(tǒng)的仿真分析，完成了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建、控制系統(tǒng)軟件編程以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　首先，論文對(duì)機(jī)械手本體進(jìn)

2、行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析，采用Lagrange法對(duì)機(jī)械手本體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，并建立了減速器和交流永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
　　其次，在機(jī)械手本體動(dòng)力學(xué)建模的基礎(chǔ)之上，對(duì)幾種基于動(dòng)力學(xué)模型的控制算法進(jìn)行分析比較。提出了一種新的控制結(jié)構(gòu)，這種控制結(jié)構(gòu)將基于剛體動(dòng)力學(xué)模型的控制算法應(yīng)用到考慮電機(jī)和減速器模型的機(jī)電耦合控制系統(tǒng)中去。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)行了計(jì)算力矩算法和滑模自適應(yīng)控制算法的Matlab/Simulink仿真以及與ADAMS的聯(lián)合仿真

3、，并將兩種控制算法進(jìn)行了機(jī)電耦合控制系統(tǒng)的仿真，以驗(yàn)證控制算法和機(jī)電耦合控制系統(tǒng)算法結(jié)構(gòu)的可行性。為實(shí)際實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和調(diào)試提供了理論依據(jù)。
　　完成了控制系統(tǒng)平臺(tái)的搭建，該平臺(tái)采用德州儀器公司(TI)的DSPTMS320F28335完成控制算法的計(jì)算和位置環(huán)的調(diào)節(jié)，由驅(qū)動(dòng)器完成速度環(huán)和電流環(huán)的運(yùn)算。編寫了DSP實(shí)時(shí)控制程序，程序采用模塊化的編程思想，由C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程的方法實(shí)現(xiàn)。
　　最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表