六自由度并联机器人控制算法研究

发布时间：2017-12-23 03:15

  本文关键词：六自由度并联机器人控制算法研究　出处：《西南交通大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：Stewart六自由度并联平台结构非常的典型,因其具有自由度多、刚度高、控制精度高、承载能力强以及可模块化生产等等特点,所以其作为串联机构的补充,广泛应用于操作器、运动模拟器、并联机床、坐标测量机、医疗以及航空航天等多个方面,并且机构的控制系统需要具有较高的轨迹跟踪能力以及快速的响应,因此平台的控制策略问题一直是六自由度并联平台研究的一个热点,也是一个难点。首先,文章对机构进行了运动学分析,建立了相关的运动学模型,并处理了运动学逆解问题,便于后文在控制系统中将平台的期望轨迹转化为六个支腿的轨迹。在运动学分析之后,在其基础之上对并联机构进行动力学分析,通过将六自由度并联平台拆分为六个支腿和平台建立动力学模型,再将得到的整体动力学模型整合成方便应用于控制算法的紧凑形式。其次,针对Stewart并联平台的轨迹跟踪设计了三种控制策略。第一种是计算力矩,介绍了计算力矩的控制原理,然后针对并联平台设计计算力矩控制器,并且介绍了计算力矩解耦控制器参数的调节原则和规律。第二种是带有模糊自整定器的计算力矩控制算法,应用模糊算法整定计算力矩的相关参数,首先介绍了模糊算法的基本原理,然后设计了应用模糊算法的自整定器。第三种是滑模控制器,介绍了滑模控制的基本原理以及常用趋近率,然后设计了针对并联平台的滑模控制器。最后,利用MATLAB/Simulink对Stewart并联平台的轨迹跟踪控制进行仿真。将分别应用计算力矩控制算法、模糊自适应计算力矩控制算法和滑模控制算法的控制效果进行了详细验证与探讨。同时详细描述了具体的三种控制算法的仿真控制系统的建立方法和过程,并对各种控制方法的控制结果做出了分析。再之后,对Stewart并联平台的控制系统软硬件的实际搭建和程序编写进行了一个初始的方案设计。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

【参考文献】

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本文编号：1322193