delta并联机器人控制系统设计

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1、分类号TP242学号1108521313109学位论文Delta并联机器人控制系统设计TheDesigningofDeltaParallelRobotControlSystem张晨曦指导教师姓名汪苏教授北京建筑大学任红高级工程师北京市建筑设计研究院有限公司申请学位级别硕士学位类别工程硕士专业名称建筑与土木工程年级2013级全日制论文答辩时间2016年6月学位授予单位和日期北京建筑大学2016年7月答辩委员会主席魏东教授论文评阅人史运涛教授、刘辛国副教授北京建筑大学硕：ｔ学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作及取

2、得。，论文中不包含其他人的研究成果尽我所知，除了文中特别加臥标注和致谢的地方外己经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教肯机一构的学位或学历化书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研兜所做的任何巧献均已在论义中作了明确的说明井表示了谢意。。扣巧不实么处，木人愿意承巧相关法律责任＾学位论文肺製：：曰期方换向扣北京建筑大学硕±学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知。识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅学校有权保留论文并向国家有关部口

3、或机构送交论文纸质版和电子版，可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据。库进行检索、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文，可茲采用影印、缩印保密学位论文在解密后的使用授权同上。；学位论文作者签名：校内导师签名＾批拆年月曰］校外导师签名：知齡日／Ｖ摘要摘要并联机器人技术及其相应应用程序开发的速度越来越快，并具备更为精准的控制精度，更为灵巧的控制策略以及更为强大的信息更新能力。在各种并联机器人当中，Delta机器人由于机械系统的设计、性能和技术已相对成熟，因此具备潜在的巨大市场和社会需求。随着人类社会逐渐步入一个崭新的工业时代和基于专

4、业应用社会和个人服务的时代。未来，Delta并联机器人将会因为其精准而高效的作业能力，为科技进步及社会发展做出更为巨大的贡献。本文首先对机器人进行较为系统的阐述和分析，通过对Delta并联机器人的运动学方程进行求解，并利用拉格朗日函数对机器人的动力学数学模型的构造，从而为之后仿真及实验过程提供理论依据。同时，通过MATLAB/SIMULINK软件平台，对机器人进行笛卡尔坐标空间内动态模型仿真，记录并分析机器人各关节响应曲线及运动轨迹。然后对控制系统进行设计并对其进行仿真。所采用的方法为模型参考自适应控制，并在保持自适应控制的条件下设计出一种自适应鲁棒控制系统，

5、并基于MATLAB/SIMULINK仿真平台构建模型参考自适应控制以及自适应鲁棒控制的控制系统模型，通过对控制系统进行仿真，分析其各关节物理量的动态相应曲线，从而得出自适应鲁棒控制系统相较现有的单纯自适应控制系统而言，在对非线性不确定性机器人系统的控制方面更为理想。为了验证自适应鲁棒控制系统对在机器人实际运行过程中的控制效果，本文首先搭建了一套运动控制平台用以进行实验。实验平台主要分为伺服控制系统、执行机构与传感器三部分，本文在第四章中将对该运动控制平台进行详细介绍，通过对伺服控制系统进行调试及实验，验证了伺服控制系统的单轴控制效果。并为其接下来在Delta机

6、器人上的应用做准备。最后，本文将所设计的自适应鲁棒控制系统编译为PMAC封装语句，导入PMAC，并将第四章中的伺服控制系统应用于Delta并联机器人上，通过对机器人进行示教运行，并对其各关节相关变量的参数进行采样，分析其动态相应曲线，最后对结果进行分析，从而证明了自适应鲁棒控制可以达到较为理想的控制效果。关键词：Delta机器人控制系统；自适应鲁棒控制；PMAC运动控制卡。IAbstractAbstractRobottechnologyanditscorrespondingapplicationdevelopmentwillbelikelytogrowfast

7、er.Andmoreprecisecontrolprecision,morenimblecontrolstrategies,andstrongerabilityofinformationupdatingwillbecometrueinthefuture.Duetothehugepotentialmarketandsocialdemand,thedesignofthemechanicalsystem,performanceandtechnologyhasenteredaneweraofindustryandtimebasedonprofessionalappli

8、edsocialandpersonal