多軸機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域,而我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)相對落后,機(jī)器人裝備大多依賴進(jìn)口?？刂葡到y(tǒng)是機(jī)器人的核心部件,其功能強(qiáng)弱、性能優(yōu)劣直接影響機(jī)器人的最終性能。本文針對常用的工業(yè)機(jī)器人控制需求,自主研發(fā)了一套多軸運(yùn)動控制系統(tǒng),并對機(jī)器人控制的若干關(guān)鍵技術(shù)展開研究。全文的主要內(nèi)容如下:
　　1)基于機(jī)器人技術(shù)的研究現(xiàn)狀,結(jié)合運(yùn)動控制技術(shù)發(fā)展,對機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計,提出了PC+專用運(yùn)動控制器的架構(gòu),以PC為上位機(jī),完

2、成人機(jī)交互和運(yùn)動軌跡規(guī)劃,并通過PCI與底層專用運(yùn)動控制器交互。
　　2)通過對機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的需求分析,重點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計了基于DSP和FPGA的專用運(yùn)動控制器,其中DSP完成機(jī)器人運(yùn)動控制任務(wù)的調(diào)度,實現(xiàn)對機(jī)器人關(guān)節(jié)空間的實時控制, FPGA則用于控制系統(tǒng)所需各功能接口的設(shè)計。
　　3)開展了直角坐標(biāo)空間的機(jī)器人軌跡規(guī)劃和速度控制技術(shù)的研究,設(shè)計了直線和圓弧基本軌跡插補(bǔ)算法,并引入S型升降速算法,以改善機(jī)器人末端運(yùn)動的平穩(wěn)

3、性;分析研究了機(jī)器人的點(diǎn)位運(yùn)動和連續(xù)軌跡控制,設(shè)計出關(guān)節(jié)空間中的線性插值、PVT插值和B樣條插值算法,實現(xiàn)了機(jī)器人關(guān)節(jié)空間運(yùn)動的快速平穩(wěn)控制。
　　4)為提高位置控制系統(tǒng)的跟蹤性能,以獲得良好的軌跡控制精度,研究了位置伺服控制算法。在PID+前饋控制的基礎(chǔ)上,針對機(jī)器人關(guān)節(jié)空間模型的非線性和參數(shù)不確定,引入魯棒性較強(qiáng)的模糊控制。通過理論分析和實驗對比,最終選用模糊PID+速度前饋的控制策略,完成了單關(guān)節(jié)的位置控制,取得了良好的動態(tài)