目前移動機械臂在工業(yè)制造中扮演著越來越重要的角色,開展移動機械臂的位置/力控制研究具有重要的現(xiàn)實意義。然而在實際應(yīng)用中移動機械臂的位置/力控制受到很多因素的影響,比如,模型參數(shù)不精確、外力擾動以及外界環(huán)境不確定等因素。實現(xiàn)移動機械臂的位置/力的精確控制成為行業(yè)內(nèi)的研究難點。本文以全方位移動機械臂為研究對象,開展了移動機械臂的位置/力的控制研究。首先,分析全方位移動機械臂系統(tǒng)的運動學(xué)、動力學(xué)關(guān)系。利用D-H表示法對其進行運動學(xué)分析得到了各關(guān)節(jié)的位置變量與末端操作空間的位置變量之間的關(guān)系;利用拉格朗日方程法對其進行動力學(xué)分析,建立了一體化動力學(xué)模型。其次,針對全方位移動機械臂的位置/力控制中存在的模型參數(shù)不精確、關(guān)節(jié)之間存在摩擦及外部干擾等問題,提出一種基于無源性理論的自抗擾算法。該控制算法包括無源性控制器和改進線性擴張狀態(tài)觀測器兩部分。無源性控制器利用全方位移動機械臂的無源特性,從能量的角度出發(fā)設(shè)計無源性控制器保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。從積分飽和與調(diào)節(jié)速度兩個方面對傳統(tǒng)線性擴張狀態(tài)觀測器做出改進并利用改進的觀測器實時估計系統(tǒng)的全部擾動,然后利用控制輸入信號對擾動做出相應(yīng)的補償。之后,通過仿真證... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 移動機械臂的位置/力控制的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 位置/力控制方法的發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.2.2 位置/力控制中研究問題的發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.2.3 當前研究存在的問題
    1.3 本文研究問題的提出
    1.4 自抗擾控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
    1.5 論文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 全方位移動機械臂的運動學(xué)與動力學(xué)分析
    2.1 運動學(xué)模型分析
    2.2 動力學(xué)模型分析
        2.2.1 系統(tǒng)的動能與勢能的計算
        2.2.2 動力學(xué)方程計算
    2.3 本章小結(jié)
第3章 擾動存在情況下全方位移動機械臂的位置/力控制
    3.1 移動機械臂系統(tǒng)的無源性分析
    3.2 基于無源性的自抗擾控制算法
        3.2.1 改進線性擴張狀態(tài)觀測器的設(shè)計
        3.2.2 無源性控制器的設(shè)計
    3.3 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性證明
        3.3.1 觀測誤差的斂散性分析
        3.3.2 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    3.4 仿真結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 環(huán)境不確定情況下全方位移動機械臂的位置/力控制
    4.1 前言
    4.2 環(huán)境不確定情況下全方位移動機械臂的位置/力控制系統(tǒng)的設(shè)計
        4.2.1 阻抗參數(shù)自適應(yīng)算法
        4.2.2 全方位移動機械臂的位置/力控制算法
    4.3 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    4.4 仿真與結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[7]全方位移動機械手運動控制Ⅱ——魯棒控制[J]. 徐冬,趙冬斌,易建強,譚湘敏.  機械工程學(xué)報. 2009(01)
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博士論文
[1]機器人與環(huán)境間力/位置控制技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 李正義.華中科技大學(xué) 2011

碩士論文
[1]機械臂末端力/位置混合控制方法研究[D]. 李超.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[2]空間機械臂力柔順控制方法研究[D]. 董曉星.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3634913