工业机械臂轨迹跟踪自适应控制研究

发布时间：2023-11-04 15:20

　　随着智能制造、制造产业升级等工业概念的提出及深入,工业机械臂得到了广泛的应用,一些高速、高精度的工业应用场合对机械臂的控制性能和定位精度提出了更高的要求。在复杂的工业应用环境下,一方面,机械臂的运行会受到关节柔性部件的非线性因素、关节耦合、摩擦以及负载扰动等干扰的影响,系统精确建模困难;另一方面,机械臂控制系统是一个多输入多输出、强耦合和参数时变的非线性系统,轨迹跟踪控制精度难以得到保证。本文以工业机械臂为研究对象,以提高机械臂轨迹追踪精度和动态性能为目的,对机械臂控制系统的自适应控制方法展开了研究。首先,根据能量平衡原理,基于欧拉-拉格朗日法建立多连杆机械臂的动力学模型,对机械臂进行整体描述,通过对机械臂模型中的动力学特性进行分析,得出机械臂模型与惯性参数线性相关的关系。对机械臂模型分析可知,由于机械臂模型中科氏力、离心力非线性因素的存在,机械臂在线性、定常增益参数控制器的作用下无法确保高精度追踪时变轨迹。应用欧拉-拉格朗日法对平面二关节机械臂进行动力学建模,并对已得机械臂模型关于惯性参数进行线性变换。其次,本文分析了机械臂在PD控制器的作用下轨迹追踪精度不高的原因,提出在反馈闭环回...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题的研究背景及意义
    1.3 工业机械臂控制算法研究现状
    1.4 关键问题及研究现状
    1.5 论文的内容与结构安排
第2章 机械臂动力学
    2.1 机械臂系统概述
    2.2 机械臂动力学模型概述
    2.3 机械臂模型分析
    2.4 机械臂模型的动力学特性
    2.5 本章小结
第3章 基于动力学自适应补偿的机械臂轨迹跟踪控制
    3.1 机械臂PD控制器的设计与分析
    3.2 机械臂自适应控制器概述
    3.3 力矩开放下自适应控制算法的研究
        3.3.1 自适应控制器设计
        3.3.2 数值仿真
    3.4 力矩不开放下自适应算法的研究
        3.4.1 自适应控制器设计
        3.4.2 数值仿真
    3.5 本章小结
第4章 机械臂运动控制平台
    4.1 机械臂运动控制平台概述
    4.2 机械臂控制平台设计
        4.2.1 UR10机械臂
        4.2.2 机械臂运动控制平台设计
    4.3 本章小结
第5章 自适应算法实验与误差分析
    5.1 运动学开环控制
    5.2 运动学闭环控制
    5.3 动力学自适应控制
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果



本文编号：3860557