復(fù)合伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的建模與試驗(yàn)技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著機(jī)器人的不斷成熟，一些制約其發(fā)展的因素也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。目前應(yīng)用普遍的機(jī)器人對(duì)自身重量相當(dāng)或更大的負(fù)載時(shí)往往不能保證其精確的定位精度。較大型設(shè)備及零件的搬運(yùn)、裝配由于對(duì)精度的要求較高仍然需要借助吊車進(jìn)行人工操作。因此重載機(jī)器人精密定位研究已逐漸成為機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一。
　　本文以重載機(jī)器人關(guān)節(jié)臂為試驗(yàn)研究對(duì)象進(jìn)行分析研究。利用復(fù)合驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)體積小出力大、伺服電機(jī)定

2、位精度高的特點(diǎn)，可較大幅度地提高重載機(jī)器人的綜合性能。復(fù)合驅(qū)動(dòng)由液壓馬達(dá)、液壓比例控制系統(tǒng)、關(guān)節(jié)臂、扭矩傳感器、伺服電機(jī)和編碼傳感器組成。通過(guò)伺服電機(jī)軸上的扭矩傳感器和編碼器實(shí)時(shí)獲取液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)臂扭矩和伺服電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)角位置信號(hào)，并與控制器中給定的設(shè)定扭矩和轉(zhuǎn)角指令值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)液壓比例控制系統(tǒng)的壓力和流量來(lái)調(diào)整液壓馬達(dá)實(shí)際驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的扭矩。從而實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)借助于液壓馬達(dá)對(duì)重載機(jī)器人關(guān)節(jié)臂扭矩負(fù)載和轉(zhuǎn)角位置的雙重控制。在研究現(xiàn)有的

3、液壓伺服系統(tǒng)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)理論分析研究，建立了復(fù)合驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的物理模型；詳細(xì)分析了復(fù)合驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制策略，對(duì)其液壓系統(tǒng)和電機(jī)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系進(jìn)行研究；設(shè)計(jì)并搭建了系統(tǒng)的外部控制電路，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件并編寫了系統(tǒng)的控制應(yīng)用程序；對(duì)系統(tǒng)所需要的PWM脈沖信號(hào)在不同占空比的情況下進(jìn)行了試驗(yàn)仿真，得出了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論；通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的策略分析分別應(yīng)用液壓伺服系統(tǒng)和電機(jī)伺服系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)建立了復(fù)合驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型