基于動力學模型的機械手控制策略研究.pdf

1、高性能的機械手在面向物料搬運、IC封裝等領域具有無可比擬的優(yōu)勢。機械手的伺服控制系統(tǒng)是機械手系統(tǒng)的核心，伺服系統(tǒng)控制算法的好壞直接影響著機器人系統(tǒng)控制性能的提升，傳統(tǒng)的PID控制在機械手高性能的控制方面有一定的局限性。
　　本文針對兩自由度(2DOF)機械手進行基于動力學模型的控制算法的研究，并在此基礎上進行了控制算法和整個控制系統(tǒng)的仿真分析，完成了實驗系統(tǒng)的搭建、控制系統(tǒng)軟件編程以及實驗驗證。
　　首先，論文對機械手本體進

2、行運動學建模與分析，采用Lagrange法對機械手本體進行動力學建模，并建立了減速器和交流永磁同步電機的數(shù)學模型。
　　其次，在機械手本體動力學建模的基礎之上，對幾種基于動力學模型的控制算法進行分析比較。提出了一種新的控制結(jié)構(gòu)，這種控制結(jié)構(gòu)將基于剛體動力學模型的控制算法應用到考慮電機和減速器模型的機電耦合控制系統(tǒng)中去。在此基礎之上，進行了計算力矩算法和滑模自適應控制算法的Matlab/Simulink仿真以及與ADAMS的聯(lián)合仿真

3、，并將兩種控制算法進行了機電耦合控制系統(tǒng)的仿真，以驗證控制算法和機電耦合控制系統(tǒng)算法結(jié)構(gòu)的可行性。為實際實驗系統(tǒng)的實現(xiàn)和調(diào)試提供了理論依據(jù)。
　　完成了控制系統(tǒng)平臺的搭建，該平臺采用德州儀器公司(TI)的DSPTMS320F28335完成控制算法的計算和位置環(huán)的調(diào)節(jié)，由驅(qū)動器完成速度環(huán)和電流環(huán)的運算。編寫了DSP實時控制程序，程序采用模塊化的編程思想，由C語言和匯編語言混合編程的方法實現(xiàn)。
　　最后進行了實驗研究。試驗結(jié)果表