二自由度并联机器人的自适应控制

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1、中国科学技术大学顾士学位论文摘要并联机器人具有负载能力强、刚度大、运动惯量低等优点，这些恰好弥补了串联机器人的缺点。尤其在具有高速高精度性能要求的应用中，并联机器人具有潜在的应用前景。但由于并联机器人本身所具有的复杂结构和动力学特性，使其潜在的优势到目前为止并没有得以充分地体现出来，这使得人们对并联机器人进行了越来越多的研究。二自由度并联机器人的研究更是成为其中的热点。自适应控制策略在各个领域的实践中已经被证明是一种具有许多优良特性的控制方法，在很多领域得到了广泛的应用。由于在机器人的动力学模型中有非线性因素和不确定因素．白适应控制被认为是机器人控制器设计中的一种有

2、效的方法。本文对二自由度并联机器人系统进行了自适应控制策略的研究。首先推导出了二自由度并联机器人在工作空间中的动力学模型，模型中考虑了主动关节所受的库仑摩擦力和粘滞摩擦力的影响，并且将模型写成关于动力学参数和摩擦力参数的线性表达式。基于这种模型形式，在计算力矩控制器的结构基础上，设计出了一种自适应控制器。把该控制器用于一台二自由度并联机器人的轨迹跟踪实验，并将实验结果与经典的PD控制器进行对比。实验结果表明，无论在低速还是高速的情况下，自适应控制器都能够获得更好的位置精度和速度精度，并且加减速的运动过程更加平稳。关键词；并联机器人，二自由度，自适应控制器，PD控制器

3、，动力学模型，轨迹跟踪，摩擦力补偿n中国科学技术大学硕士学位论文摘要AbstractParallelrobotsh删egoodfeaturessuch越hi出payload,highacceleration,hi豳speed,hi曲stiffness，lowinertialandnoaccumulatedeITOLThetraditionalserialrobotsd6n’thavethesegoodfeatures．So，parallelrobotshavepotentialtobeusedforimportantapplications．However,thea

4、nalysisoftheparallelrobotsisSOcomplicatedbecauseit’scomplexstructureanddynamicalcharacteristics．Asaresult，sofar,theadvantagesofparallelrobotshavenotbeenwellperformed．Now,peopledomoreandmoreresearch011parallelrobots．Theresearchabout2-dofparallelrobotsisthehottestarc乱Theadaptivecontrolst

5、rategyhasalreadybeenappliedinvariousarenas．Ithasbeenprovedthatitisagoodcontrolmethodwhichhaslotsofnicefeatures．Becauseofthenonlinearfactorsanduncertaintiesofthedymmicmodeloftheparallelrobots，theadaptivecontrolstrategyhasbeenthoughtasaneffectivemethodinthedesignofrobots’controller．Inthi

6、spaper,researchontheadaptivecontrolstrategyabout2-dofparallelrobotssystemshasbeendone．First,Thedynamicmodelintheworkspaceof2-dofparallelavbotshasbeendedved．Thefrictionmodelofitismadeupofcoulombfrictionandviscousfriction．Second，thisdymmicmodelhasbeenwrittenintothelinearformofthedynamicp

7、arametersandthefrictionparameters．Then,basedonthecomputedtorquecontroller,anadaptivecontrollerhasbeendesigned．TheclassicPDcontroltheoryandcomputed’torque--basedadaptivecontroltheoryarebothimplementexlOnallactualparallelmanipulatortotrackend—effectortrajectory．Theexperimentsshowthatbe