基础振动机械臂的主被动柔顺控制研究
发布时间：2021-07-04 06:34
随着科学技术的不断进步,各种各样满足人类需求的机器人已经出现在了人们的工作和生活中。在目前,机器人在自由空间的位置控制已经取得了良好的效果,但随着机器人应用领域的不断扩展和对机器人智能化要求的不断提高,以位置控制为主的传统控制方案已经不能满足某些复杂环境的应用需求。在工业生产以及日常生活中,大部分机械臂在操作时都难免受到外界干扰,特别是安装基础存在振动的机械臂,当其受到干扰时,跟踪精度将受到更大的影响,其操作的可靠性、安全性的问题更加突出。同时,机械臂通常需要完成与环境发生接触的作业任务,往往会遇到机械臂动力学模型不确定、环境位置不确定等情况,为防止机械臂与环境发生硬接触而造成事故,因此在对机械臂进行控制时,需要机械臂具有柔顺性。针对这一问题,本文针对基础振动干扰影响下的机械臂的柔顺控制进行研究。本文以基础振动机械臂为研究对象,首先,对引入被动柔顺的基础振动机械臂的运动控制进行了研究。为使机械臂在发生碰撞时起到缓冲作用,将柔顺驱动引入刚性机械臂中,使机械臂具有一定的柔顺性,但柔顺驱动的引入会引起机械臂的柔性振动,并与基础振动耦合,影响机械臂的跟踪精度。针对基础振动以及柔顺特性带来的柔性...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 基础振动机械臂国内外研究现状
1.3 机械臂柔顺控制国内外研究现状
1.3.1 被动柔顺控制国内外研究现状
1.3.2 主动柔顺控制国内外研究现状
1.4 主要研究内容
第2章 基础振动被动柔顺驱动机械臂鲁棒跟踪控制
2.1 引言
2.2 基础振动被动柔顺驱动机械臂模型
2.3 基于奇异摄动法的神经网络算法设计
2.4 数值仿真与分析
2.5 本章小结
第3章 基础振动机械臂主动柔顺控制
3.1 引言
3.2 阻抗控制原理
3.3 基于转矩的阻抗控制算法设计与仿真
3.3.1 基于转矩的阻抗控制算法设计
3.3.2 基于转矩的阻抗控制仿真
3.4 基础振动机械臂自适应阻抗控制算法设计与仿真
3.4.1 基础振动机械臂自适应阻抗控制算法设计
3.4.2 基础振动机械臂自适应阻抗控制仿真
3.5 本章小结
第4章 基础振动机械臂实验研究
4.1 引言
4.2 基础振动机械臂实验平台及控制原理
4.3 机械臂位置控制实验及分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性关节空间机械臂奇异摄动模糊PID控制仿真研究[J]. 刘福才,刘林,徐智颖. 高技术通讯. 2019(07)
[2]砂带抛光机器人力/位混合主动柔顺控制研究[J]. 秦振江,赵吉宾,李论,张洪瑶. 制造业自动化. 2019(04)
[3]一种被动柔顺控制的平面研磨力/位控制方法[J]. 闫雯,黄玉美,林文周,穆卫谊. 机械科学与技术. 2019(06)
[4]基于位置控制的工业机器人力跟踪刚度控制[J]. 吴炳龙,曲道奎,徐方. 机械设计与制造. 2019(01)
[5]智能机器人发展研究综述与启示[J]. 范漪萍,王晓迪,闻利群. 天津科技. 2018(11)
[6]基于柔顺控制的航天器大部件机器人装配技术[J]. 胡瑞钦,张立建,孟少华,董悫,隆昌宇. 机械工程学报. 2018(11)
[7]机器人力控制研究表述[J]. 王志军,武东杰,赵震. 机械工程与自动化. 2018(02)
[8]机器人技术的发展与应用综述[J]. 秦汉. 赤峰学院学报(自然科学版). 2017(23)
[9]基于被动柔顺的机器人抛磨力/位混合控制方法[J]. 黄婷,孙立宁,王振华,禹鑫燚,陈国栋. 机器人. 2017(06)
[10]基于牛顿欧拉法的SCARA机器人动力学参数辨识[J]. 张铁,梁骁翃,覃彬彬,刘晓刚. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(10)
硕士论文
[1]服务机器人关节力柔顺控制研究[D]. 张雪源.湖北工业大学 2019
[2]基于主动柔顺法兰的抛光机器人自适应阻抗控制研究[D]. 袁乐天.哈尔滨工业大学 2018
[3]基于奇异摄动法的振动基柔性机械臂的非线性鲁棒控制研究[D]. 朱畅.武汉科技大学 2018
[4]多关节串联工业机器人的力位柔顺控制技术研究[D]. 汪坤.西南科技大学 2017
[5]空间柔性机械臂接触操作动力学分析及阻抗控制策略研究[D]. 任珊珊.北京邮电大学 2017
[6]机器人磨抛的主动柔顺控制技术研究[D]. 范泽焘.南京航空航天大学 2017
[7]飞机部件轴孔柔顺装配系统设计研究[D]. 李裕超.浙江大学 2016
[8]柔性关节机械臂的建模及控制研究[D]. 黄华.湖南工业大学 2014
[9]两连杆机械臂碰撞动力学建模及阻抗控制[D]. 方水光.中国计量学院 2013
[10]6PUS-UPU冗余并联机器人动力学建模及力/位混合控制研究[D]. 高思慧.燕山大学 2013
本文编号：3264240
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 基础振动机械臂国内外研究现状
1.3 机械臂柔顺控制国内外研究现状
1.3.1 被动柔顺控制国内外研究现状
1.3.2 主动柔顺控制国内外研究现状
1.4 主要研究内容
第2章 基础振动被动柔顺驱动机械臂鲁棒跟踪控制
2.1 引言
2.2 基础振动被动柔顺驱动机械臂模型
2.3 基于奇异摄动法的神经网络算法设计
2.4 数值仿真与分析
2.5 本章小结
第3章 基础振动机械臂主动柔顺控制
3.1 引言
3.2 阻抗控制原理
3.3 基于转矩的阻抗控制算法设计与仿真
3.3.1 基于转矩的阻抗控制算法设计
3.3.2 基于转矩的阻抗控制仿真
3.4 基础振动机械臂自适应阻抗控制算法设计与仿真
3.4.1 基础振动机械臂自适应阻抗控制算法设计
3.4.2 基础振动机械臂自适应阻抗控制仿真
3.5 本章小结
第4章 基础振动机械臂实验研究
4.1 引言
4.2 基础振动机械臂实验平台及控制原理
4.3 机械臂位置控制实验及分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性关节空间机械臂奇异摄动模糊PID控制仿真研究[J]. 刘福才,刘林,徐智颖. 高技术通讯. 2019(07)
[2]砂带抛光机器人力/位混合主动柔顺控制研究[J]. 秦振江,赵吉宾,李论,张洪瑶. 制造业自动化. 2019(04)
[3]一种被动柔顺控制的平面研磨力/位控制方法[J]. 闫雯,黄玉美,林文周,穆卫谊. 机械科学与技术. 2019(06)
[4]基于位置控制的工业机器人力跟踪刚度控制[J]. 吴炳龙,曲道奎,徐方. 机械设计与制造. 2019(01)
[5]智能机器人发展研究综述与启示[J]. 范漪萍,王晓迪,闻利群. 天津科技. 2018(11)
[6]基于柔顺控制的航天器大部件机器人装配技术[J]. 胡瑞钦,张立建,孟少华,董悫,隆昌宇. 机械工程学报. 2018(11)
[7]机器人力控制研究表述[J]. 王志军,武东杰,赵震. 机械工程与自动化. 2018(02)
[8]机器人技术的发展与应用综述[J]. 秦汉. 赤峰学院学报(自然科学版). 2017(23)
[9]基于被动柔顺的机器人抛磨力/位混合控制方法[J]. 黄婷,孙立宁,王振华,禹鑫燚,陈国栋. 机器人. 2017(06)
[10]基于牛顿欧拉法的SCARA机器人动力学参数辨识[J]. 张铁,梁骁翃,覃彬彬,刘晓刚. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(10)
硕士论文
[1]服务机器人关节力柔顺控制研究[D]. 张雪源.湖北工业大学 2019
[2]基于主动柔顺法兰的抛光机器人自适应阻抗控制研究[D]. 袁乐天.哈尔滨工业大学 2018
[3]基于奇异摄动法的振动基柔性机械臂的非线性鲁棒控制研究[D]. 朱畅.武汉科技大学 2018
[4]多关节串联工业机器人的力位柔顺控制技术研究[D]. 汪坤.西南科技大学 2017
[5]空间柔性机械臂接触操作动力学分析及阻抗控制策略研究[D]. 任珊珊.北京邮电大学 2017
[6]机器人磨抛的主动柔顺控制技术研究[D]. 范泽焘.南京航空航天大学 2017
[7]飞机部件轴孔柔顺装配系统设计研究[D]. 李裕超.浙江大学 2016
[8]柔性关节机械臂的建模及控制研究[D]. 黄华.湖南工业大学 2014
[9]两连杆机械臂碰撞动力学建模及阻抗控制[D]. 方水光.中国计量学院 2013
[10]6PUS-UPU冗余并联机器人动力学建模及力/位混合控制研究[D]. 高思慧.燕山大学 2013
本文编号：3264240
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