驱动冗余并联机器人滑模控制的研究.docx
约64页DOCX格式手机打开展开
驱动冗余并联机器人滑模控制的研究,2.77万字我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用摘要：并联机器人具有刚度大、精度高、误差小、承载力强等优点，在工业、航天航海、医疗等领域发展迅速。冗余驱动的少自由度的并联机器人，能集方便、机构简单能利用冗余特性完全或部分消除奇异性，优化分配驱动力等优点于一身，成为未来并联...
内容介绍
此文档由会员 淘宝大梦 发布
驱动冗余并联机器人滑模控制的研究
2.77万字
我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要：并联机器人具有刚度大、精度高、误差小、承载力强等优点，在工业、航天航海、医疗等领域发展迅速。冗余驱动的少自由度的并联机器人，能集方便、机构简单能利用冗余特性完全或部分消除奇异性，优化分配驱动力等优点于一身，成为未来并联机器人的发展方向。然而，由于并联机器人是一个具有时变、强耦合和非线性动力学特性的多变量输入输出系统，给动力学分析和控制研究带来许多问题。本文针对一种新型的驱动冗余三自由度并联机器人，在运动学分析的基础上进行动力学建模、控制其设计及实验仿真方面的研究。
对所研究的并联机器人进行运动学分析，求出位置逆解、速度逆解，导出雅可比矩阵，得到驱动关节速度与末端执行速度之间影响关系，完成末端执行力和驱动关节力之间的重要转换，这对基于力的控制极为重要。动力学研究的是驱动力与系统的位置、速度、加速度之间的关系，因此要想实现最佳的跟踪控制，建立动力学模型是非常必要的。
首先，将并联机器人划分成动平台、支链、滑块、静平台，求出对应动能和势能，再采用拉格朗日方法，计算出动力学方程中的参数，并结合驱动关节力与末端执行的空间力，得到完整的机器人动力学模型，在此基础上设计滑模控制器对并联机器人进行控制。仿真结果验证了所建动力学模型合理性和滑模控制器的正确性。
关键词：并联机器人 动力学建模 滑模控制 MATLAB仿真
Sliding Mode Control for a Parallel Manipulator with Actuation Redundancy
Abstract Parallel robot has the advantages of high rigidity, high precision, small error, strong bearing capacity, rapid development in the industrial, aerospace, medical and other fields of navigation. Redundant driving less degree of freedom parallel robot, can set the convenient, simple mechanism can utilize the redundancy characteristics completely or partially eliminate singularity distribution, optimization. The driving force in a body, become the future development trend ofparallel robot. However, because of the parallel robot is a multi variablewith time-varying, strong coupling and nonlinear dynamic characteristics of the input and output system, bring many problems to the study of dynamics analysis and control. In this paper a redundant actuation model of three degree of freedom parallel robot, on the basis of kinematics analysis for dynamics modeling, control design and research the experiment simulation.
Inverse velocity derived Jacobi matrix affect the relationship between the driver to get the speed and the end of the joint execution speed, execution and completion of the end of the driving forces on the joint study between the parallel robot kinematics analysis, inverse position is obtained, the important conversion, based on which power control is very important.
Kinetic studies of the relationship between the position of the driving forces and systems, velocity, acceleration between, so in order to achieve optimal tracking control, the dynamic model is essential.
First, the parallel robot is divided into a moving platform, branched, slider, static platform, find the corresponding kinetic and potential energy, and then using the Lagrangian method to calculate the kinetic parameters of the equation, combined with the driving force and end joints space force, a complete robot dynamics model.
We experimentally derived kinetic model was built and reasonably good sliding mode controller performance conclusions. Working paper for the further application of robotic systems in parallel redundant drive laid the foundation, but also to provide a reference for the theory and application of other types of parallel robots, parallel robots help achieve high-quality operation.
Key words: parallel manipulator dynamic model sliding mode control MATLAB simulation
目 录
第一章 绪论 2
1.1 并联机器人的发展历史 2
1.1.1 并联机器人机构的起源及其特点 2
1.1.2 并联机器人机构的应用 2
1.2 并联机构研究现状 2
1.2.1 并联机构运动学分析 2
1.2.2 并联机构的动力学建模 2
1.2.3 并联机器人的控制策略研究 2
1.3 课题研究主要内容 2
第二章 并联机器人的运动学分析 2
2.1 驱动冗余并联机构的描述 2
2.1.2 坐标系建立与坐标的描述 2
2.1.3 位置逆解 2
2.1.4 Jacobian矩阵 2
第三章 动力学模型的建立 2
3.1 并联机器人动力学建模 2
3.1.1 建模方法的选择 2
3.1.2 拉格朗日方程法(L法) 2
3.2 lagrange动力学建模 2
3.2.1 系统动能 2
3.2.2 系统势能 2
3.2.3 动力学建模 2
第四章 硬件设计 并联机器人系统介绍 2
4.1 并联机器人控制系统运行原理 2
4.2 并联机器人控制系统硬件部分 2
4.2.1 驱动冗余三自由度并联机器人结构参数 2
4.2.2 现场控制器部分 2
4.2.3 并联机器人现场控制器电路逻辑及控制通讯等相关技术参数 2
4.3 并联机器人控制系统硬件选择 2
4.3.1 工业控制计算机IPC 2
4.3.2 UMAC运动控制器 2
4.3.3 伺服系统选择 2
第五章 并联机器人的滑模变结构控制 2
5.1 滑模变结构控制理论 2
5.1.1 滑模控制理论的基本概念 2
5.1.2 滑模变结构控制的研究现状 2
5.1.3 滑模控制的特点 2-br..
2.77万字
我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要：并联机器人具有刚度大、精度高、误差小、承载力强等优点，在工业、航天航海、医疗等领域发展迅速。冗余驱动的少自由度的并联机器人，能集方便、机构简单能利用冗余特性完全或部分消除奇异性，优化分配驱动力等优点于一身，成为未来并联机器人的发展方向。然而，由于并联机器人是一个具有时变、强耦合和非线性动力学特性的多变量输入输出系统，给动力学分析和控制研究带来许多问题。本文针对一种新型的驱动冗余三自由度并联机器人，在运动学分析的基础上进行动力学建模、控制其设计及实验仿真方面的研究。
对所研究的并联机器人进行运动学分析，求出位置逆解、速度逆解，导出雅可比矩阵，得到驱动关节速度与末端执行速度之间影响关系，完成末端执行力和驱动关节力之间的重要转换，这对基于力的控制极为重要。动力学研究的是驱动力与系统的位置、速度、加速度之间的关系，因此要想实现最佳的跟踪控制，建立动力学模型是非常必要的。
首先，将并联机器人划分成动平台、支链、滑块、静平台，求出对应动能和势能，再采用拉格朗日方法，计算出动力学方程中的参数，并结合驱动关节力与末端执行的空间力，得到完整的机器人动力学模型，在此基础上设计滑模控制器对并联机器人进行控制。仿真结果验证了所建动力学模型合理性和滑模控制器的正确性。
关键词：并联机器人 动力学建模 滑模控制 MATLAB仿真
Sliding Mode Control for a Parallel Manipulator with Actuation Redundancy
Abstract Parallel robot has the advantages of high rigidity, high precision, small error, strong bearing capacity, rapid development in the industrial, aerospace, medical and other fields of navigation. Redundant driving less degree of freedom parallel robot, can set the convenient, simple mechanism can utilize the redundancy characteristics completely or partially eliminate singularity distribution, optimization. The driving force in a body, become the future development trend ofparallel robot. However, because of the parallel robot is a multi variablewith time-varying, strong coupling and nonlinear dynamic characteristics of the input and output system, bring many problems to the study of dynamics analysis and control. In this paper a redundant actuation model of three degree of freedom parallel robot, on the basis of kinematics analysis for dynamics modeling, control design and research the experiment simulation.
Inverse velocity derived Jacobi matrix affect the relationship between the driver to get the speed and the end of the joint execution speed, execution and completion of the end of the driving forces on the joint study between the parallel robot kinematics analysis, inverse position is obtained, the important conversion, based on which power control is very important.
Kinetic studies of the relationship between the position of the driving forces and systems, velocity, acceleration between, so in order to achieve optimal tracking control, the dynamic model is essential.
First, the parallel robot is divided into a moving platform, branched, slider, static platform, find the corresponding kinetic and potential energy, and then using the Lagrangian method to calculate the kinetic parameters of the equation, combined with the driving force and end joints space force, a complete robot dynamics model.
We experimentally derived kinetic model was built and reasonably good sliding mode controller performance conclusions. Working paper for the further application of robotic systems in parallel redundant drive laid the foundation, but also to provide a reference for the theory and application of other types of parallel robots, parallel robots help achieve high-quality operation.
Key words: parallel manipulator dynamic model sliding mode control MATLAB simulation
目 录
第一章 绪论 2
1.1 并联机器人的发展历史 2
1.1.1 并联机器人机构的起源及其特点 2
1.1.2 并联机器人机构的应用 2
1.2 并联机构研究现状 2
1.2.1 并联机构运动学分析 2
1.2.2 并联机构的动力学建模 2
1.2.3 并联机器人的控制策略研究 2
1.3 课题研究主要内容 2
第二章 并联机器人的运动学分析 2
2.1 驱动冗余并联机构的描述 2
2.1.2 坐标系建立与坐标的描述 2
2.1.3 位置逆解 2
2.1.4 Jacobian矩阵 2
第三章 动力学模型的建立 2
3.1 并联机器人动力学建模 2
3.1.1 建模方法的选择 2
3.1.2 拉格朗日方程法(L法) 2
3.2 lagrange动力学建模 2
3.2.1 系统动能 2
3.2.2 系统势能 2
3.2.3 动力学建模 2
第四章 硬件设计 并联机器人系统介绍 2
4.1 并联机器人控制系统运行原理 2
4.2 并联机器人控制系统硬件部分 2
4.2.1 驱动冗余三自由度并联机器人结构参数 2
4.2.2 现场控制器部分 2
4.2.3 并联机器人现场控制器电路逻辑及控制通讯等相关技术参数 2
4.3 并联机器人控制系统硬件选择 2
4.3.1 工业控制计算机IPC 2
4.3.2 UMAC运动控制器 2
4.3.3 伺服系统选择 2
第五章 并联机器人的滑模变结构控制 2
5.1 滑模变结构控制理论 2
5.1.1 滑模控制理论的基本概念 2
5.1.2 滑模变结构控制的研究现状 2
5.1.3 滑模控制的特点 2-br..
