六自由度并联机器人运动规划及控制

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1、摘要并联机器人具有刚度大、结构稳定、承载能力强、精度高和运动惯性小等优点，弥补了串联机器人的不足，已成为研究热点之一。本文以6PTRT并联机器人为研究对象，制定了切实可行的研究目标，总结了完成的主要工作。通过对6PTRT并联机器人几何关系的分析建立及空间坐标变换，求出了已知活动平台目标位姿条件下各轴移动位移(即逆解)的求解方法。在完成位移求解的基础上进行了运动规划。基于dSPACE对控制系统进行了设计，开发设计出控制系统和中间接口电路板，从而完成半实物仿真平台的构建。基于ControlDesk平台，构建

2、实验界面，实现实时观测并记录运动数据。在半实物仿真平台基础上，通过编制Simulink控制系统模型，设计了常规PID控制系统，实现对并联机器人按照规划速度曲线上的运动控制。改变比例、积分和微分系数进行了多组实验，通过实验结果和数据分析归纳出PID控制参数对控制效果的影响。设计了一个二维模糊控制器，编制Simulink模糊控制系统模型，通过改变量化因子和比例因子进行了多组运动控制实验，选取出典型实验结果进行比对分析，总结出模糊控制参数对控制效果的影响。总之，本文基于dSPACE系统开发并联机器人的控制策略

3、，实验不同控制参数对结果的影响情况，研究提高系统控制精度的方法。关键词：并联机器人；半实物仿真平台；运动规划；PID控制；模糊控制AbstractParallelrobotwhichhasadvantagessuchaslargestiffnessandstructuralstability,strongcarryingcapacity，highprecisionandsmallinertiamakesupforlackofserialrobot．Parallelrobothasbecomeoneoft

4、hehotfield．Thispaperstudies6PTRTparallelrobot．Feasibleresearchgoalsareworkedoutandthemajorworkscompletedaresummarized．Amethodundertheconditionsofthetargetpositionofactivitiesplatformisobtainedthroughtheanalysisandestablishmentofgeometryofthe6PTRTparallel

5、robotandspacecoordinatetransformation，whichsolvesdisplacementoftheaxis(inversesolution)．Themotionplanningiscompletedbasedoncompletionofthedisplacement．。ControlsystemwhichisbasedondSPACEandintermediateinterfacecircuitboardhavebeendesigned．Semi—physicalsim

6、ulationplatformhasbeencompleted．ExperimentalinterfaceisconstructedbasedonControlDeskplatform．ThusexperimentCanbeobservedinrealtimeanddataCanberecorded．ConventionalPIDcontrolsystembasedonsemi-playsicalsimulationplatformthroughwritingSimulinkcontrolsystemm

7、odelsisdesigned，whichachievesparallelrobottomoveinaccordance、析tlltheplanningofthemotionspeedcurve．Themultiplesetsofexperimentsaredonebychangingtheratio，integralanddifferentialcoefficients．ThecontrollingeffectsowingtochangingPIDcontrolparametersareinducte

8、dthroughanalysisofexperimentresultsanddata．Atwo—dimensionalfuzzycontrollerisdesignedthroughwritingSimulinkfuzzycontrolsystemmodels．Themultiplesetsofmotioncontrollingexperimentsaredonebychangingquantitativefactorandscalefac