PUMA560機器人控制系統(tǒng)設(shè)計及雙重控制方法應(yīng)用研究.pdf

1、本文是對 PUMA560機器人進行的控制系統(tǒng)的設(shè)計與控制理論和方法的應(yīng)用探索。實驗室現(xiàn)有一臺PUMA560機器人，其原有控制系統(tǒng)已老化和損壞，且缺少相關(guān)資料。本文旨在為PUMA560設(shè)計控制器，將其改造成一個教學(xué)應(yīng)用和算法實驗的平臺，以充分、合理地利用實驗室的資源，節(jié)約科研成本。該平臺可以集成各種傳感器，如視覺傳感器，從而實現(xiàn)更先進的機器人控制。
　　本文首先用D-H法對PUMA560機器人臂體建立了數(shù)學(xué)模型，對機器人進行了運動學(xué)

2、分析與綜合。一方面，從空間中物體的位姿描述出發(fā)，建立了PUMA560的運動學(xué)方程，得到了 PUMA560的末端位姿與各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，求出了機器人的變換矩陣；另一方面，討論了運動學(xué)方程的求解方法，使在給定末端位姿的情況下求各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角成為可能。為了使運動學(xué)分析和綜合更加直觀，引入了機器人工具箱Robotics Toolbox，對PUMA560的正、逆運動學(xué)問題進行了仿真。
　　在建立了機器人運動學(xué)模型的基礎(chǔ)上，進行了機器人關(guān)節(jié)

3、伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計。硬件方面，對 PUMA560的原有控制系統(tǒng)和伺服電機系統(tǒng)進行了研究，設(shè)計了基于SG3524和L6203的直流電機驅(qū)動電路，并對其進行了調(diào)試；理論方面，對各直流伺服電機建立了電機模型，測得了電機參數(shù)，并設(shè)計了 PI控制器，對控制器的性能進行了仿真；軟件方面，在 RTW環(huán)境下建立了實時控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的實時控制。
　　控制過程中，機器人手臂轉(zhuǎn)動慣量的變化對關(guān)節(jié)的控制造成的影響不容忽視?？紤]到控制過程參數(shù)變