四自由度碼垛機器人設計及其控制系統(tǒng)性能研究.pdf

1、碼垛機器人作為現(xiàn)代碼垛系統(tǒng)中最重要的設備，它的操作范圍、碼垛速度、穩(wěn)定性等工作能力決定了整個碼垛系統(tǒng)設計的成敗。本文根據米袋碼垛系統(tǒng)的應用確定碼垛機器人的工作空間范圍、碼垛能力等性能參數。 本論文中主要研究有五大部分內容：一、根據大米生產流程，由米袋碼垛系統(tǒng)確定米袋碼垛系統(tǒng)中機器人的設計參數；二、四坐標圓柱形機器人的機械結構設計及關鍵零部件的選型與設計：三、通過對直流伺服電機控制特性分析，應用PWM調速技術對直流伺服電動機調速，

2、本文設計了轉速電流雙閉環(huán)電機調速系統(tǒng)及其參數，并建立轉速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)結構和控制模型；四、建立機器人機電控制模型，在Simulink環(huán)境下對機器人機電系統(tǒng)控制性能進行仿真。另一方面，利用SISO工具對位置伺服系統(tǒng)進行設計，通過與位置伺服系統(tǒng)的比例控制比較得出位置伺服系統(tǒng)PID控制的優(yōu)越性；五、利用MATLAB軟件仿真實驗，指出了傳動系統(tǒng)性能參數對四坐標圓柱形機器人機電控制系統(tǒng)性能的影響。 本文在機器人機械設計和控制系統(tǒng)設

3、計基礎上，討論了一些因素對機器人機電控制系統(tǒng)的影響。 1.通過對控制系統(tǒng)模型的MATLAB仿真分析，可知增大系統(tǒng)增益有利于增加系統(tǒng)的快速性，但會造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，因此需要選擇合適的系統(tǒng)增益以保證機電控制系統(tǒng)良好的控制性能。 2.根據控制系統(tǒng)模型的MATLAB仿真結果，分析了機器人機械參數(如負載轉動慣量、系統(tǒng)阻尼比、系統(tǒng)剛度、傳動鏈誤差等)對控制系統(tǒng)的影響，得出結論：在保持機械系統(tǒng)剛度的情況下，盡可能減少負載的轉動慣量，