發(fā)布時間：2017-03-23 05:11

  本文關鍵詞：氣動柔性驅(qū)動器的位置控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來隨著機器人及工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展,氣動柔性驅(qū)動器的應用也日益廣泛。本課題主要以氣動柔性驅(qū)動器的位置控制為核心,先是從它的數(shù)學建模開始,對氣動柔性驅(qū)動器完成了靜態(tài)分析和動態(tài)分析,找到氣動柔性驅(qū)動器長度變化與壓力變化的關系,考慮實際中的橡膠管產(chǎn)生的彈力,建立了改進的數(shù)學模型。第二部分是對氣動柔性驅(qū)動器的實驗平臺進行搭建,設計了控制氣動柔性驅(qū)動器自動化系統(tǒng),包括機械設計制造和裝配,氣動系統(tǒng)設計及選型,電路設計,單片機控制程序,上位機控制程序,并進行調(diào)試和運行。采用高速開關閥控制氣動柔性驅(qū)動器內(nèi)部氣體壓力變化,從而決定它的長度的變化,高速開關閥的控制由單片機實現(xiàn)。本課題基于Arduino實現(xiàn)PWM的可變占空比控制程序�；贑++在Qt平臺完成了Arduino上位機軟件程序編程,完成人機操作界面和實時數(shù)據(jù)采集,實時動態(tài)曲線及控制功能的實現(xiàn)。第三部分是對氣動柔性驅(qū)動器的控制方法進行研究,采用傳統(tǒng)的PID以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法。在控制方法中通常采用傳統(tǒng)的PID控制,但是由于氣動柔性驅(qū)動器的強非線性以及外界負載及控制目標發(fā)生改變時,其控制算法需要在傳統(tǒng)的PID方法上進行改進,PID控制方式最關鍵的地方就是P.I.D三個參數(shù)的整定,三個參數(shù)的整定一般是通過經(jīng)驗來判斷。針對傳統(tǒng)PID的一些缺點,需要找到更為優(yōu)良的控制方法,由于神經(jīng)網(wǎng)絡具有自適應性,自主學習能力,本課題采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制方法來優(yōu)化氣動柔性驅(qū)動器的控制。
【關鍵詞】：氣動柔性驅(qū)動器 人工神經(jīng)網(wǎng)絡 Arduino Qt上位機
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH138
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 氣動柔性驅(qū)動器研究的背景以及意義8-10
• 1.1.1 氣動柔性驅(qū)動器研究的背景8-9
• 1.1.2 氣動柔性驅(qū)動器研究的意義9-10
• 1.2 氣動柔性驅(qū)動器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法12-15
• 1.3.1 智能控制方法理論13-14
• 1.3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制14-15
• 1.4 本文主要工作15-16
• 第2章 氣動柔性驅(qū)動器的特性分析16-31
• 2.1 氣動柔性驅(qū)動器結(jié)構(gòu)16-19
• 2.1.1 氣動柔性驅(qū)動器的優(yōu)勢18-19
• 2.1.2 改進的氣動柔性驅(qū)動器的優(yōu)勢19
• 2.2 氣動柔性驅(qū)動器靜態(tài)分析19-23
• 2.3 氣動柔性驅(qū)動器動態(tài)分析23-30
• 2.3.1 氣動柔性驅(qū)動器的動態(tài)方程23-26
• 2.3.2 氣動柔性驅(qū)動器的動態(tài)仿真26-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 氣動柔性驅(qū)動器的實驗臺設計及搭建31-47
• 3.1 氣動控制實驗平臺系統(tǒng)設計31-32
• 3.2 實驗平臺的搭建32-41
• 3.2.1 機械設計32-34
• 3.2.2 氣動設計34-35
• 3.2.3 電路設計35-39
• 3.2.4 軟件設計39-41
• 3.3 實驗結(jié)果41-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 基于Arduino實現(xiàn)氣動柔性驅(qū)動器的PID控制47-54
• 4.1 PID原理47-49
• 4.2 氣動柔性驅(qū)動器控制系統(tǒng)PID仿真49-50
• 4.3 Arduino的PID程序50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制氣動柔性驅(qū)動器54-63
• 5.1 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡54-56
• 5.2 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡PID56-62
• 5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID程序57-59
• 5.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID仿真59-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論63-65
• 參考文獻65-67
• 在學研究成果67-68
• 致謝68

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本文編號：262995