大型零件搬運裝配的智能輔助設備設計及控制研究.pdf

1、智能輔助設備（IAD）是采用人機工程學技術和計算機控制技術的新一代物料搬運裝置，該項技術在國際上正處于起步階段。本文設計了一種由智能軌道系統(tǒng)和智能提升系統(tǒng)集成的智能輔助設備，并對其控制技術進行了研究，主要適用于大型零件搬運裝配的工作場合。 本文在介紹了IAD的國內(nèi)外發(fā)展狀況，比較現(xiàn)有IAD結構特點及工作原理的基礎上，確定了IAD系統(tǒng)的總體結構方案，闡述了各部分的功能及工作原理。確定了軌道系統(tǒng)的結構，設計了智能小車總體機械結構，通

2、過組裝完成了智能軌道系統(tǒng)的設計。結合設計要求，最終完成了IAD總體結構設計。 智能小車是智能軌道系統(tǒng)的關鍵部件之一，通過控制智能小車在軌道上運動，可實現(xiàn)負載在平面內(nèi)的任意移動。小車采用交流異步伺服電機驅動，電機調速性能的好壞直接影響整個系統(tǒng)的動態(tài)性能。在分析交流異步電機的數(shù)學模型的基礎上，建立了電機矢量控制的Simulink仿真模型，并進行了仿真分析，結果驗證了電機控制模型的正確性。研究了單個智能小車在空載、帶載及預緊力變化時的

3、運動性能，并對X、Y方向的協(xié)調運動進行仿真，實現(xiàn)了智能軌道系統(tǒng)平面軌跡的跟蹤控制。 針對大型零件搬運裝配過程中存在的負載擺動問題，對IAD的負載防擺與跟蹤控制進行研究。利用拉格朗日方程建立IAD水平運動的數(shù)學模型，提出了兩種負載防擺與跟蹤控制策略。基于MATLAB/Simulink工具箱分別設計了位置控制器和防擺控制器，完成了IAD防擺與跟蹤控制的仿真研究。并對兩種控制策略的仿真結果進行了對比分析。 采用dSPACE實時