二自由度冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)態(tài)控制研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)器人具有剛度大、精度高、動(dòng)力性能好及承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，目前在工業(yè)領(lǐng)域上得到了廣泛應(yīng)用。冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人利用其冗余特性完全或部分消除了機(jī)構(gòu)奇異性、優(yōu)化關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力，從而改善了并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能。然而由于冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人具有強(qiáng)耦合性和非線性等動(dòng)力學(xué)特性，并受限于其結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式的復(fù)雜性，給并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)控制研究工作增加了一定難度。本文以二自由度冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人為研究對象，對其進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析與建模、控制方法研究以及軌跡跟

2、蹤控制實(shí)驗(yàn)研究，為該類機(jī)構(gòu)的控制研究提供了理論依據(jù)。
　　本文首先對二自由度冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)問題進(jìn)行了研究。介紹了機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模的一般方法，結(jié)合拉格朗日法和拉格朗日—達(dá)朗伯法對二自由度冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析與建模，并提出了二自由度冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力優(yōu)化方法，解決了驅(qū)動(dòng)力分配問題。其次，對二自由度冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)控制方法進(jìn)行了研究。討論了兩種典型的控制方法：計(jì)算力矩控制和自適應(yīng)模糊控制，基于同

3、步耦合誤差控制理論提出了一種非線性同步控制方法。借助MATLAB/Simulink軟件，采用上述三種控制方法對該并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，仿真結(jié)果表明三種控制方法的正確性及非線性同步控制方法的優(yōu)越性。本文同時(shí)闡述了非線性同步控制系統(tǒng)的硬件環(huán)境組成，基于Visual C++6.0編程開發(fā)設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)控制軟件，并對并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了軌跡規(guī)劃及其跟蹤仿真，仿真結(jié)果表明非線性同步控制對該并聯(lián)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃有較高的控制精度。最后，結(jié)合GPM實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，