末端執(zhí)行器壓腳氣動伺服控制系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、機器人自動制孔系統(tǒng)因其高效靈活和可靠性，在飛機壁板柔性制孔領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng)用。末端執(zhí)行器作為機器人制孔加工的核心設(shè)備，它的研制開發(fā)是發(fā)展機器人自動制孔系統(tǒng)的關(guān)鍵，而壓腳機構(gòu)的設(shè)計和控制是制約末端執(zhí)行器開發(fā)的一個重要因素。在此背景下，浙江大學(xué)飛機數(shù)字化裝配項目團隊自主研發(fā)了一套機器人自動制孔實驗系統(tǒng)，本文在該實驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以末端執(zhí)行器的壓腳機構(gòu)為研究對象，將其運動分為兩部分:一是壓腳伸出到達(dá)工件表面的過程;二是壓緊工件并保持壓腳

2、力恒定的過程，并分別對兩部分氣動控制系統(tǒng)進行設(shè)計研究。
　　本文首先闡述自動制孔系統(tǒng)及其末端執(zhí)行器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，介紹壓腳機構(gòu)在末端執(zhí)行器中的作用，并提出了論文的研究內(nèi)容。
　　然后針對壓腳機構(gòu)氣動控制這一強非線性和時變性系統(tǒng)，提出一種非線性魯棒控制方法即滑模變結(jié)構(gòu)控制，并給出變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本綜合方法，介紹變結(jié)構(gòu)控制方法在高階微分方程描述的系統(tǒng)中的應(yīng)用，為后續(xù)滑模控制器設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)。
　　接著針對制孔工藝中壓

3、腳預(yù)緊機構(gòu)快速運動到工件表面時產(chǎn)生的沖擊問題，提出氣動位置緩沖控制方法，并以原有的壓腳控制硬件為基礎(chǔ)，引入電氣比例減壓閥、光柵位移傳感器及測距傳感器，構(gòu)建壓腳氣動伺服控制系統(tǒng)。在建立壓腳預(yù)緊機構(gòu)氣動非線性模型的基礎(chǔ)上，通過摩擦力模型補償，設(shè)計一種滑模控制器，以安裝于壓腳鼻端的測距傳感器獲取的距離信息為控制輸入，以壓腳位移作為控制反饋，實現(xiàn)機構(gòu)快速小沖擊定位到工件表面;并給出氣動伺服控制系統(tǒng)在MechaWare中實現(xiàn)的原理和方法。