隨著科學技術的發(fā)展,對工業(yè)機械臂的要求也越來越高,但是常用的剛性機械臂自重較大,運動不夠靈活,難以適應工業(yè)生產上的需求。相比之下運動更加靈活的柔性機械臂吸引了更多關注。相對于剛性機械臂,柔性臂具有驅動能耗低、載荷自重比大等特點。但是由于柔性的引入,使得動力學特性更為復雜,實現(xiàn)其高精度的跟蹤控制更為困難。因此一直是機器人學中的熱點問題。柔性機械臂的結構柔性主要存在兩個方面,即關節(jié)柔性和連桿柔性兩部分。因此本文首先分別進行柔性關節(jié)機械臂動力學建模研究和柔性連桿機械臂的動力學建模研究,并分別提出控制算法對其進行控制,最后綜合考慮關節(jié)柔性和連桿柔性對機械臂的動力學特性的影響,提出相應的控制方法。通過計算機仿真和實物仿真,驗證了所提算法的有效性。針對柔性關節(jié)機械臂的結構特點,采用電壓控制法取代常用的力矩控制法,以關節(jié)處電機的電壓作為整個柔性關節(jié)機械臂系統(tǒng)的控制輸入,機械臂連桿的轉角值作為系統(tǒng)輸出,對柔性關節(jié)機械臂的軌跡進行跟蹤�；谏窠浘W絡理論設計控制器,可在機械臂本體參數(shù)未知的情況下對機械臂進行控制。其次,針對柔性連桿機械臂的結構特點,以假設模態(tài)法描述臂桿的彈性振動,通過重定義系統(tǒng)輸出解決了系...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 柔性機械臂研究的背景與意義
    1.2 柔性機械臂的應用與發(fā)展趨勢
        1.2.1 柔性機械臂的應用
        1.2.2 柔性機械臂的發(fā)展趨勢
    1.3 柔性機械臂的動力學建模方法
        1.3.1 柔性關節(jié)機械臂建模研究現(xiàn)狀
        1.3.2 柔性連桿機械臂建模研究現(xiàn)狀
    1.4 智能算法在柔性機械臂主動控制中的應用
        1.4.1 人工神經網絡的發(fā)展及應用
        1.4.2 遺傳算法在柔性機械臂控制中的應用
    1.5 其它控制方法的應用
    1.6 本文研究內容
第二章 柔性關節(jié)機械臂的控制研究
    2.1 控制難點及解決方法
    2.2 電壓控制法的發(fā)展與應用
    2.3 柔性關節(jié)機械臂的建模
    2.4 神經網絡控制器設計
    2.5 仿真分析
    2.6 本章小結
第三章 柔性連桿機械臂的控制研究
    3.1 柔性連桿機械臂的控制難點
    3.2 柔性連桿機械臂的建模
        3.2.1 動力學建模
        3.2.2 假設模態(tài)法
        3.2.3 動力學方程
    3.3 輸入輸出控制器的設計
    3.4 基于非線性狀態(tài)觀測器的控制
        3.4.1 非線性狀態(tài)觀測器的必要性
        3.4.2 非線性狀態(tài)觀測器的設計
    3.5 遺傳算法調節(jié)參數(shù)
        3.5.1 遺傳算法簡介
        3.5.2 遺傳算法計算步驟
    3.6 仿真實例
    3.7 本章小結
第四章 關節(jié)及連桿均存柔性的機械臂的控制研究
    4.1 控制難點及解決方案
    4.2 奇異攝動控制法的簡介
    4.3 關節(jié)及連桿均存柔性的機械臂的建模
        4.3.1 基于拉格朗日動力學的機械臂的建模
        4.3.2 基于奇異攝動法的機械臂的建模
    4.4 控制器設計
    4.5 仿真分析
    4.6 本章小結
第五章 實驗驗證與分析
    5.1 實驗平臺的基本結構及功能
    5.2 實驗平臺的搭建
        5.2.1 機械結構設計
        5.2.2 伺服控制系統(tǒng)的設計
        5.2.3 實驗平臺控制軟件
    5.3 實驗仿真與分析
    5.4 本章小結
第六章 全文總結與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參與的科研項目
致謝



本文編號：3860004