機(jī)器人力位置控制方法研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)自動(dòng)化中，機(jī)器人在從事裝配、醫(yī)療技術(shù)、拋光和擦洗等與環(huán)境有接觸作業(yè)時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行位置和力同時(shí)控制，來達(dá)到最佳的作業(yè)效果。數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)器人技術(shù)的一種典型的應(yīng)用。
　　 在現(xiàn)有成果基礎(chǔ)上，本文對(duì)機(jī)器人的控制基本理論，相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步研究，并搭建了一個(gè)半實(shí)物仿真系統(tǒng)。在此系統(tǒng)上進(jìn)行了一系列的理論技術(shù)研究及實(shí)驗(yàn)。具體工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 1、針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的力位置控制實(shí)現(xiàn)

2、難度大，參數(shù)調(diào)整復(fù)雜的問題，構(gòu)建了一種基于Quanser Q8 卡，MATLAB 軟件和WinCon 軟件的力/位置控制半實(shí)物仿真系統(tǒng)。以X-Y-Z 三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)為被控對(duì)象，對(duì)該系統(tǒng)中軟硬件的具體構(gòu)成進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　 2、為了提高機(jī)器人力/位置控制過程中，力傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)，提高控制精度，采用最小二乘辨識(shí)方法建立了力傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并通過設(shè)計(jì)數(shù)字動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器的方法對(duì)力傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行改進(jìn)，在MATLAB 軟件以

3、及實(shí)際力/位置控制中對(duì)補(bǔ)償結(jié)果進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了力反饋信號(hào)的響應(yīng)速度得到了明顯改善。
　　 3、為了解決力位置控制過程中初始運(yùn)動(dòng)沖擊問題，采用雙曲正切濾波函數(shù)構(gòu)成非線性PID 控制器對(duì)跟蹤誤差及速度進(jìn)行控制處理，采用了波波夫法證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 本文通過以Z 軸的恒接觸力控制為目標(biāo)，在Simulink 軟件中設(shè)計(jì)了含有位置環(huán)和力環(huán)的控制器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)合理，參數(shù)調(diào)整簡(jiǎn)單，控制效果觀察直觀；