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《基于输入整形技术的柔性关节机械手控制研究.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、机械设计与制造第4期l24MachineryDesign&Manufacture2011年4月文章编号:1001—3997(2011)04—0124—03基于输入整形技术的柔性关节机械手控制研究崔大文(黑龙江东北煤炭矿山设备租赁公司,哈尔滨150001)ResearchoncontrolschemeforflexibleiointrobotbasedoninputshaperCUIDa-wen(HeiLongjiangProvinceNortheastCoalMineEquipmentCompany,Harbin150001,Ch
2、ina)【摘要】柔性机械手具有双时标特性,现有控制策略中需要对电机转角及机械臂转角的状态反馈,增加了控制策略的复杂性。建立了柔巨关节机械手动力学模型,针对目前控制策略存在的算法复杂问题,提出了基于输入整形技术的柔性关节机械手运动控制策略。以电机转角作为反馈,根据l机械手末端输出与目标输入之间的传递函数,设计了脉冲序列,通过与目标轨迹的卷积进行整形,可以实现磁迹跟踪。通过仿真实例表明,通过对目标轨迹的整形,能够有效减小超调和残余振动,具有一定的可行}生。关键词:柔性机械手;输入整形;轨迹跟踪;运动控制[Abstract]TheseI
3、f-adaptivecontrolschemehasbeenresearchedforflexible-yointrobots.ensystemparametersareknown,theotherhand,whenthesystemparametersareunkrtown,theoriginaladap-tivedesignmethodrequiresknowledgeofjointaccelerationsthatarepronetonoiseinordertocontrolflexi-blejointrobotmanipu
4、lators.Inordertoovercometheproblem.wepresent伽additionalrobustcontrol忍conyunctionwiththeadaptivedesignprocedure,withtheknownboundaryof,加如Zerror,itrealizes8eadaptivecontrolforflexible-jointrobotswithunknownmodelparameter.Comparedwithrn,o5ofthe倒c耐一ablecontrol$chelTte8for
5、flexiblejointrobotsystemthat掰surneM6cjointflexibilityOFknowledgeofjointaccelerations,theproposedcontrollawguaranteesglobalstabilityoftherobotmanipulatorswithuncertainjointflexibilitywithoutrecoursetoanyjointaccelerationorjerkmeasurementsKeywords:Flexlblejointmanipulat
6、or;Inputshaper;Tracking;Motioncontrol中图分类号:TH16文献标识码:A1引言际中,由于传感器位置的限制,机械臂转角很难测得,因此现有方法通过状态观测的方法,但该方法需要复杂的数学模型,增加了随着计算柳技术与空间技术的发展,柔性机械手被广泛应用于航天等领域,同时对柔性多体系统动力学建模方法与控制策略的控制器的设计难度。研究受到了很大关注。柔性关节机械手作为柔I生多体系统动力学分针对上述问题,研究了柔性关节机械手动态特性,以电机转析与控制理论研究的最直接应用对象,由于其具有简明的物理模型角为反馈量
7、,采用PD控制策略并将输入整形技术引入到运动控以及易于计算机和实物模型实验实现的牛寺.,已称为发展新一代机制策略中,提出了基于输入整形技术的柔性关节机械手运动控制器人和航空航天技术的关键性课题。与刚性机械手相比,柔性关节方法。仿真实例表明,该方法很好的实现了机械手的轨迹跟踪,具机械手具有可实现高速操作的能力、较高的负载自重比、较低的能有一定的可行性。耗以及具有更大的工作空间等优点。柔眭关节机械手具有双时标特2柔性机械手动力学模型性,是—个复杂的动力学系统,其系统具有高度的非线性、强耦合性柔性关节机械手模型,如图1所示。以及时变性,
8、高速运动能够激发未建模动态产生弹性变形及振动,将直接影响到系统的稳定胜与运动、定位控制精度。对于柔性关节机械手的控制,主要有奇异摄动法、积分流型法与反演算法。其中奇异摄动法不能确定系统的全局收敛,因此反演控制方法应用更为广泛。当系统参数准确已知时,
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