资源描述：
《机械臂的轨迹规划与协调控制模型及仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《自动化与仪器仪表》2017年第9期(总第215期)机械臂的轨迹规划与协调控制模型及仿真研究崔福霞(西安航空职业技术学院航空制造工程中心陕西西安,710089)摘要:通过从几何方法、结构及功能考虑,可获取机械臂的逆运动学。通过双曲线函数对经典滑模控制模型的优化,得到了一种新的算法,可以减少实际执行器的抖动效应,并将其与学习和自适应控制器一起应用于机械臂仿真模型。设计并实现了5自由度机械臂,包含用于反馈的通信接口及信号调理电路。通过仿真和实现获得的结果由联合误差的比较曲线和RMS指数表示,并且表明,在仿真和实现中,冗
2、余操纵器遵循具有不太明显的最大误差的测试轨迹,使用自适应控制器比其他控制器,具有更均匀的机械手运动。关键词:机械臂;控制模型;抖动效应;测试轨迹中图分类号:TP393文献标识码:ADOI编码:10.14016/j.cnki.1001-9227.2017.09.019Abstract:Theinversekinematicsofthemanipulatorcanbeobtainedfromthegeometricmethod,structureandfunction.Anewalgorithmisobtainedby
3、optimizingtheclassicalslidingmodecontrolmodelbyhyperbolicfunction,whichcanreducethejittereffectoftheactualactuatorandapplyittotherobotarmsimulationmodeltogetherwiththelearningandadaptivecontroller.Designandimplementationofa5-DOFrobot,includingthecommunicationi
4、nterfaceforthefeedbackandsignalconditioningcircuit.TheresultsobtainedbysimulationandimplementationarerepresentedbythecomparisoncurveofthejointerrorandtheRMSindex,andshowthatinthesimulationandimplementation,theredundantmanipulatorfollowsatesttrajectorywithlesss
5、ignificantmaximumerror,usinganadaptivecontrollerthantheotherThecontrollerhasamoreuniformmanipulatormovement.Keywords:manipulator;controlmodel;jittereffect;testtrajectory旋转运动的冗余度,及其在x、y平面上的运动以及沿z轴的0概述棱柱运动,以及坐标轴系统和位置的分布的质心。由乔治·德沃尔(JosephDevol)和约瑟夫?恩格尔伯格(JosephEn
6、gelberger)开发的第一台工业机器人的出现,很快提升了对使用机器人操纵器的兴趣,这些系统提高了制造业产品的生产率和质量,其用途已经从汽车工业扩展到航空航天工业。因此,通过增加其自由度即提供冗余度可以实现的特征使得该类广泛的应用范围需要使机器人的工作空间灵活化,如果没有机器人的适当设计和其技术控制,所有这些活动将是不可能的。实现这一点需要知识和研究一个数学模型和某种类型的“智能”,可以指导操纵者执行分配的任务。使用管理机器人动力学的物理学基本定律,可以导出表示其行为的数学模型,并通过适当的编程工具开发环境模拟,
7、以对其进行不同的测试[1-5]。图1SCARA型冗余机械手方案本文采用SCARA(selectiveCompliantAssemblyRobot其中:q1,q2,q3,q4,q5和l1,l2,l3,l4,l5分别表示第一,第Arm)操纵器类型的五个自由度的建模,控制和实现,通过使二,第三,第四和第五链接的广义坐标和长度,并且lc2,lc3和其遵循由笛卡尔空间中的螺旋组成的测试轨迹进行测试。冗lc4是从相应的第二,第三和第四链接的起点到重心的长度。[11]余机器人的这项工作提供了一个完整的动态模型,考虑到执以下则分别
8、对机械臂运动学模型的设计进行相应的介绍。行器,逆运动学,在某些考虑下,以及直接运动学。制造了三1.1运动学模型个控制器来测试模型和真正的冗余操纵器:双曲滑动模式,具为了得到运动学模型,本文已经考虑了Denavit-有学习和自适应。通过MatLab/Simulink软件开发模拟器,设Hartenberg的标准方法,其参数如表1所示。计并实现了5自由度机器臂,与
