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《機(jī)械臂的軌跡規(guī)劃與協(xié)調(diào)控制模型及仿真研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、《自動(dòng)化與儀器儀表》2017年第9期(總第215期)機(jī)械臂的軌跡規(guī)劃與協(xié)調(diào)控制模型及仿真研究崔福霞(西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院航空制造工程中心陜西西安,710089)摘要:通過(guò)從幾何方法、結(jié)構(gòu)及功能考慮,可獲取機(jī)械臂的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)。通過(guò)雙曲線函數(shù)對(duì)經(jīng)典滑?？刂颇Ｐ偷膬?yōu)化,得到了一種新的算法,可以減少實(shí)際執(zhí)行器的抖動(dòng)效應(yīng),并將其與學(xué)習(xí)和自適應(yīng)控制器一起應(yīng)用于機(jī)械臂仿真模型。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了5自由度機(jī)械臂,包含用于反饋的通信接口及信號(hào)調(diào)理電路。通過(guò)仿真和實(shí)現(xiàn)獲得的結(jié)果由聯(lián)合誤差的比較曲線和RMS指數(shù)表示,并且表明,在仿真和實(shí)現(xiàn)中,冗
2、余操縱器遵循具有不太明顯的最大誤差的測(cè)試軌跡,使用自適應(yīng)控制器比其他控制器,具有更均勻的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)。關(guān)鍵詞:機(jī)械臂;控制模型;抖動(dòng)效應(yīng);測(cè)試軌跡中圖分類(lèi)號(hào):TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI編碼:10.14016/j.cnki.1001-9227.2017.09.019Abstract:Theinversekinematicsofthemanipulatorcanbeobtainedfromthegeometricmethod,structureandfunction.Anewalgorithmisobtainedby
3、optimizingtheclassicalslidingmodecontrolmodelbyhyperbolicfunction,whichcanreducethejittereffectoftheactualactuatorandapplyittotherobotarmsimulationmodeltogetherwiththelearningandadaptivecontroller.Designandimplementationofa5-DOFrobot,includingthecommunicationi
4、nterfaceforthefeedbackandsignalconditioningcircuit.TheresultsobtainedbysimulationandimplementationarerepresentedbythecomparisoncurveofthejointerrorandtheRMSindex,andshowthatinthesimulationandimplementation,theredundantmanipulatorfollowsatesttrajectorywithlesss
5、ignificantmaximumerror,usinganadaptivecontrollerthantheotherThecontrollerhasamoreuniformmanipulatormovement.Keywords:manipulator;controlmodel;jittereffect;testtrajectory旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的冗余度,及其在x、y平面上的運(yùn)動(dòng)以及沿z軸的0概述棱柱運(yùn)動(dòng),以及坐標(biāo)軸系統(tǒng)和位置的分布的質(zhì)心。由喬治·德沃爾(JosephDevol)和約瑟夫?恩格爾伯格(JosephEn
6、gelberger)開(kāi)發(fā)的第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn),很快提升了對(duì)使用機(jī)器人操縱器的興趣,這些系統(tǒng)提高了制造業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量,其用途已經(jīng)從汽車(chē)工業(yè)擴(kuò)展到航空航天工業(yè)。因此,通過(guò)增加其自由度即提供冗余度可以實(shí)現(xiàn)的特征使得該類(lèi)廣泛的應(yīng)用范圍需要使機(jī)器人的工作空間靈活化,如果沒(méi)有機(jī)器人的適當(dāng)設(shè)計(jì)和其技術(shù)控制,所有這些活動(dòng)將是不可能的。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)需要知識(shí)和研究一個(gè)數(shù)學(xué)模型和某種類(lèi)型的“智能”,可以指導(dǎo)操縱者執(zhí)行分配的任務(wù)。使用管理機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的物理學(xué)基本定律,可以導(dǎo)出表示其行為的數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)適當(dāng)?shù)木幊坦ぞ唛_(kāi)發(fā)環(huán)境模擬,
7、以對(duì)其進(jìn)行不同的測(cè)試[1-5]。圖1SCARA型冗余機(jī)械手方案本文采用SCARA(selectiveCompliantAssemblyRobot其中:q1,q2,q3,q4,q5和l1,l2,l3,l4,l5分別表示第一,第Arm)操縱器類(lèi)型的五個(gè)自由度的建模,控制和實(shí)現(xiàn),通過(guò)使二,第三,第四和第五鏈接的廣義坐標(biāo)和長(zhǎng)度,并且lc2,lc3和其遵循由笛卡爾空間中的螺旋組成的測(cè)試軌跡進(jìn)行測(cè)試。冗lc4是從相應(yīng)的第二,第三和第四鏈接的起點(diǎn)到重心的長(zhǎng)度。[11]余機(jī)器人的這項(xiàng)工作提供了一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)模型,考慮到執(zhí)以下則分別
8、對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的介紹。行器,逆運(yùn)動(dòng)學(xué),在某些考慮下,以及直接運(yùn)動(dòng)學(xué)。制造了三1.1運(yùn)動(dòng)學(xué)模型個(gè)控制器來(lái)測(cè)試模型和真正的冗余操縱器:雙曲滑動(dòng)模式,具為了得到運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,本文已經(jīng)考慮了Denavit-有學(xué)習(xí)和自適應(yīng)。通過(guò)MatLab/Simulink軟件開(kāi)發(fā)模擬器,設(shè)Hartenberg的標(biāo)準(zhǔn)方法,其參數(shù)如表1所示。計(jì)并實(shí)現(xiàn)了5自由度機(jī)器臂,與
