基于動(dòng)力學(xué)的高速并聯(lián)機(jī)械手控制方法研究.pdf

1、本文密切結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,以具有自主專利權(quán)的高速并聯(lián)機(jī)械手為對(duì)象,探討和研究了提高并聯(lián)機(jī)械手精度的多種動(dòng)力學(xué)控制方法.同時(shí)針對(duì)輕工行業(yè)對(duì)高速機(jī)械手的智能化要求,研究了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng).本文取得如下成果: 借助矢量法、約束方程和動(dòng)能定理分別構(gòu)造出機(jī)械手的位置逆解模型、速度雅克比矩陣、質(zhì)量慣性矩陣.在此基礎(chǔ)上,利用虛功原理建立了能用于實(shí)時(shí)控制的動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化模型,從而為機(jī)械手動(dòng)力學(xué)控制提供了必要的理論基礎(chǔ). 設(shè)計(jì)了一基于模型

2、的計(jì)算力矩控制算法,并深入探討了其應(yīng)用于三種不同軌跡規(guī)劃方法下的控制性能.該算法通過(guò)PID反饋和非線性反饋相結(jié)合的方式,能有效地補(bǔ)償動(dòng)力學(xué)因素所引起的跟蹤誤差.此外,比較了各種軌跡規(guī)劃方法對(duì)控制的影響,從中選優(yōu)以提高控制性能. 提出了一種適合于高速并聯(lián)機(jī)械手的變結(jié)構(gòu)控制算法.該算法利用已構(gòu)建的動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化模型,引入趨近率,考慮系統(tǒng)模型誤差、系統(tǒng)參數(shù)變化和外界環(huán)境變化造成的擾動(dòng),在滑動(dòng)模態(tài)具有完全的自適應(yīng)性.在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了單輸入