【摘要】：作為工業(yè)自動化系統(tǒng)不可或缺的一部分,關節(jié)型機器人伴隨著人工智能技術、虛擬樣機技術和聯(lián)合仿真技術的發(fā)展迅速崛起,尤其是協(xié)調(diào)控制技術的發(fā)展使得機器人軌跡跟蹤控制向著更高精度、更高效率的方向推進,并且使整個機器人系統(tǒng)具有高擬人性、高通用性、高擴展性等特點。本文針對PUMA560關節(jié)型機器人,進行了運動學與動力學聯(lián)合仿真分析,并以二自由度關節(jié)型機器人為研究對象設計了基于現(xiàn)代控制和智能控制的軌跡跟蹤系統(tǒng),依據(jù)單一控制仿真結(jié)果,設計協(xié)調(diào)控制策略,實現(xiàn)機器人的協(xié)調(diào)混合控制。首先建立PUMA560關節(jié)型機器人的D-H模型,運用解析法進行運動學正、逆問題的分析與求解,在MATLAB中使用Robotics Toolbox進行運動學仿真并進行軌跡規(guī)劃,導出并保存機器人的角位移曲線。其次在ADAMS/View中搭建機器人的三維模型,導入保存的角位移曲線,添加運動約束與驅(qū)動,進行運動學與動力學的聯(lián)合仿真;運用拉格朗日法推導機器人動力學方程,并依據(jù)動力學仿真結(jié)果將機器人簡化為二自由度,添加輸入/輸出狀態(tài)變量,借助ADAMS/Control模塊實現(xiàn)ADAMS與MATLAB的雙向通訊�；谝陨戏抡娣治鲅芯�,本文設計并實現(xiàn)了基于指數(shù)趨近律的線性滑模、模糊滑模算法的現(xiàn)代控制系統(tǒng)以及基于端口受控耗散哈密頓(PCHD)算法的智能控制系統(tǒng),對控制系統(tǒng)進行了詳盡的穩(wěn)定性分析,并在MATLAB/Simulink中搭建以上控制系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真控制實驗。最后通過分析仿真結(jié)果以及算法間的互補性,設計了基于指數(shù)函數(shù)的協(xié)調(diào)控制策略,將線性滑模控制與PCHD控制進行協(xié)調(diào),搭建機器人軌跡跟蹤協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)并進行聯(lián)合仿真驗證。仿真結(jié)果表明協(xié)調(diào)控制策略有效的結(jié)合了兩種算法的優(yōu)點,控制系統(tǒng)的動態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)良,滿足設計的需求。
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【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：2464701