多关节机器人控制系统设计与应用研究
发布时间：2021-02-08 09:01
多关节机器人在工业生产中已得到了广泛的应用,随着国家智能生产的发展,在很多环境下对机器人都提出了更高的要求,如人机交互,多机器人协同等,这不仅要求机器人要具备动态的路径规划,还要有主动避障、末端受力控制等功能。本文研究的对象是高铁车厢车窗安装机器人,该机器人同样也需要具备人机协助,末端受力控制等功能。首先,通过对国内外机器人控制系统现状的分析,结合多关节机器人的控制系统结构,提出了多关节机器人控制系统的总体设计方案。对多关节机器人控制算法、运动控制器、伺服驱动系统等部分进行了理论分析。?其次,本文在基于阻抗控制理论的基础上,进行了自适应阻抗控制策略的研究,为改进机器人位置和力跟踪的实时性、稳定性,提出了一种多关节机器人模糊自适应阻抗控制算法。运用模糊控制对目标阻抗控制系统参数进行动态调整。最后在MATLAB/SIMULINK中分别建立了多关节机器人自适应阻抗控制算法和模糊自适应阻抗控制算法仿真模型,通过仿真结果可知,模糊自适应阻抗控制算法具有很好的平滑性和稳定性,能有效地适应环境的变化。最后,建立了测试平台,完成了基于DSP的机器人伺服控制系统的设计和软、硬件实现。完成了以TMS320...
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 机器人控制系统的发展与现状
1.3 论文主要研究内容
第二章 多关节机器人控制系统总体方案设计
2.1 机器人控制系统总体方案
2.2 多关节机器人力控制算法研究
2.2.1 阻抗控制算法研究
2.2.2 自适应阻抗控制算法研究
2.3 控制系统的硬件模块介绍
2.4 本章小结
第三章 多关节机器人的模糊自适应阻抗控制研究
3.1 机器人模型的建立
3.2 自适应控制算法仿真研究
3.2.2 算法在无接触时位置跟踪仿真
3.2.3 算法在接触环境下的力跟踪仿真
3.3 多关节机器人的模糊自适应阻抗控制研究
3.3.1 模糊控制理论分析
3.3.2 阻抗参数的模糊调整法
3.3.3 算法在无接触时位置跟踪仿真
3.3.4 算法在接触环境下的力跟踪仿真
3.4 二种阻抗控制算法比较
3.5 本章小结
第四章 多关节机器人伺服电机控制系统硬件设计
4.1 伺服系统性能指标
4.2 机器人交流伺服控制系统硬件总体设计
4.3 系统DSP控制模块电路设计
4.3.1 TMS320F2812功能介绍
4.3.2 供电电源电路
4.3.3 外围电路设计
4.3.4 位置和速度检测电路设计
4.4 系统主电路与功率驱动模块设计
4.4.1 系统主电路设计
4.4.2 驱动电路的设计
4.4.3 隔离电路的设计
4.4.4 信号检测与保护电路的设计
4.5 电路电磁兼容的设计
4.6 本章小结
第五章 多关节机器人伺服系统的软件设计与试验研究
5.1 DSP开发软件介绍
5.2 控制系统主程序设计
5.3 控制系统中断子程序设计
5.3.1 系统SVPWM程序设计
5.3.2 系统位置和转速程序设计
5.3.3 系统PID控制器程序设计
5.4 系统实验平台介绍
5.4.1 实验功能模块介绍
5.4.2 实验结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]伺服电机的功能与作用阐析[J]. 路阳,林桁. 科技创新与应用. 2016(09)
[2]基于DSP的步进电机闭环控制系统设计[J]. 孙德,乐贵高,高继良,申浩. 机床与液压. 2012(10)
[3]基于DSP控制的IPM数字化电机伺服驱动系统设计[J]. 李长诗,王素梅. 微电机. 2010(04)
[4]印刷机无轴传动技术[J]. 管力明. 印刷杂志. 2009(12)
[5]永磁同步电机交流伺服系统检测电路[J]. 凌有铸,刘丙友. 机电工程. 2007(06)
[6]在未知环境下面向位控机器人的力/位混合控制[J]. 李二超,李炜. 煤炭学报. 2007(06)
[7]机械手控制算法研究[J]. 王芳,杜志法. 科技信息. 2007(10)
[8]基于DSP技术的电能质量在线监测仪[J]. 唐良瑞,祁兵,龚钢军. 计算机工程与应用. 2006(13)
[9]交流伺服运动系统的开发[J]. 姜淑忠. 中小型电机. 2005(01)
[10]一种新的双连杆柔性臂机器人混合控制策略[J]. 戴学丰,孙立宁,蔡鹤皋. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(S1)
博士论文
[1]手臂康复机器人系统研究[D]. 杨勇.哈尔滨工程大学 2009
[2]不确定环境下机器人柔顺控制及可视化仿真的研究[D]. 王宪伦.山东大学 2006
硕士论文
[1]码垛机器人腰关节电机驱动系统的设计[D]. 徐卉.济南大学 2016
[2]农业机器人用永磁同步电机伺服系统研究与设计[D]. 刘飞宇.江苏大学 2016
[3]六轴工业机器人控制系统的研究与实现[D]. 施文龙.武汉科技大学 2015
[4]UPR100弧焊机器人焊缝跟踪控制策略[D]. 郑洁.武汉科技大学 2015
[5]基于DSP的永磁同步电机伺服控制系统研制[D]. 肖宇连.江西理工大学 2014
[6]喷涂机器人控制系统设计与实现[D]. 江五讲.华中科技大学 2014
[7]工业机器人交流伺服驱动系统设计[D]. 牛宗宾.哈尔滨工业大学 2013
[8]焊接机器人伺服控制系统设计[D]. 舒秀平.湖南大学 2013
[9]面向飞机制孔的爬行、定位一体化冗余驱动并联机器人研究[D]. 刘冬.上海交通大学 2013
[10]交流永磁伺服系统转速性能研究[D]. 丁伟.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3023679
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 机器人控制系统的发展与现状
1.3 论文主要研究内容
第二章 多关节机器人控制系统总体方案设计
2.1 机器人控制系统总体方案
2.2 多关节机器人力控制算法研究
2.2.1 阻抗控制算法研究
2.2.2 自适应阻抗控制算法研究
2.3 控制系统的硬件模块介绍
2.4 本章小结
第三章 多关节机器人的模糊自适应阻抗控制研究
3.1 机器人模型的建立
3.2 自适应控制算法仿真研究
3.2.2 算法在无接触时位置跟踪仿真
3.2.3 算法在接触环境下的力跟踪仿真
3.3 多关节机器人的模糊自适应阻抗控制研究
3.3.1 模糊控制理论分析
3.3.2 阻抗参数的模糊调整法
3.3.3 算法在无接触时位置跟踪仿真
3.3.4 算法在接触环境下的力跟踪仿真
3.4 二种阻抗控制算法比较
3.5 本章小结
第四章 多关节机器人伺服电机控制系统硬件设计
4.1 伺服系统性能指标
4.2 机器人交流伺服控制系统硬件总体设计
4.3 系统DSP控制模块电路设计
4.3.1 TMS320F2812功能介绍
4.3.2 供电电源电路
4.3.3 外围电路设计
4.3.4 位置和速度检测电路设计
4.4 系统主电路与功率驱动模块设计
4.4.1 系统主电路设计
4.4.2 驱动电路的设计
4.4.3 隔离电路的设计
4.4.4 信号检测与保护电路的设计
4.5 电路电磁兼容的设计
4.6 本章小结
第五章 多关节机器人伺服系统的软件设计与试验研究
5.1 DSP开发软件介绍
5.2 控制系统主程序设计
5.3 控制系统中断子程序设计
5.3.1 系统SVPWM程序设计
5.3.2 系统位置和转速程序设计
5.3.3 系统PID控制器程序设计
5.4 系统实验平台介绍
5.4.1 实验功能模块介绍
5.4.2 实验结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]伺服电机的功能与作用阐析[J]. 路阳,林桁. 科技创新与应用. 2016(09)
[2]基于DSP的步进电机闭环控制系统设计[J]. 孙德,乐贵高,高继良,申浩. 机床与液压. 2012(10)
[3]基于DSP控制的IPM数字化电机伺服驱动系统设计[J]. 李长诗,王素梅. 微电机. 2010(04)
[4]印刷机无轴传动技术[J]. 管力明. 印刷杂志. 2009(12)
[5]永磁同步电机交流伺服系统检测电路[J]. 凌有铸,刘丙友. 机电工程. 2007(06)
[6]在未知环境下面向位控机器人的力/位混合控制[J]. 李二超,李炜. 煤炭学报. 2007(06)
[7]机械手控制算法研究[J]. 王芳,杜志法. 科技信息. 2007(10)
[8]基于DSP技术的电能质量在线监测仪[J]. 唐良瑞,祁兵,龚钢军. 计算机工程与应用. 2006(13)
[9]交流伺服运动系统的开发[J]. 姜淑忠. 中小型电机. 2005(01)
[10]一种新的双连杆柔性臂机器人混合控制策略[J]. 戴学丰,孙立宁,蔡鹤皋. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(S1)
博士论文
[1]手臂康复机器人系统研究[D]. 杨勇.哈尔滨工程大学 2009
[2]不确定环境下机器人柔顺控制及可视化仿真的研究[D]. 王宪伦.山东大学 2006
硕士论文
[1]码垛机器人腰关节电机驱动系统的设计[D]. 徐卉.济南大学 2016
[2]农业机器人用永磁同步电机伺服系统研究与设计[D]. 刘飞宇.江苏大学 2016
[3]六轴工业机器人控制系统的研究与实现[D]. 施文龙.武汉科技大学 2015
[4]UPR100弧焊机器人焊缝跟踪控制策略[D]. 郑洁.武汉科技大学 2015
[5]基于DSP的永磁同步电机伺服控制系统研制[D]. 肖宇连.江西理工大学 2014
[6]喷涂机器人控制系统设计与实现[D]. 江五讲.华中科技大学 2014
[7]工业机器人交流伺服驱动系统设计[D]. 牛宗宾.哈尔滨工业大学 2013
[8]焊接机器人伺服控制系统设计[D]. 舒秀平.湖南大学 2013
[9]面向飞机制孔的爬行、定位一体化冗余驱动并联机器人研究[D]. 刘冬.上海交通大学 2013
[10]交流永磁伺服系统转速性能研究[D]. 丁伟.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3023679
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3023679.html
