6-DOF串并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)及控制研究.pdf

1、目前，對(duì)于6-DOF并聯(lián)機(jī)器人的研究已成為熱門領(lǐng)域。然而，絕大多數(shù)的6-DOF并聯(lián)機(jī)器人的構(gòu)型都來源于Stewart機(jī)構(gòu)，鮮見其它構(gòu)型的并聯(lián)機(jī)器人或串并聯(lián)機(jī)器人。本文所研究的是6-DOF串并聯(lián)機(jī)器人，主要用于重型鍛件生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域。此機(jī)構(gòu)不僅具有輸出精度高、機(jī)構(gòu)剛性好、承載能力強(qiáng)等并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，也具備工作空間大等優(yōu)點(diǎn)。本論文主要針對(duì)6-DOF串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、基于動(dòng)力學(xué)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電液位置

2、伺服控制等5個(gè)內(nèi)容進(jìn)行研究。6-DOF串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析兼具并聯(lián)機(jī)器人和串聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)和難點(diǎn)，本文在求位置反解時(shí)采用了新的算法——逐次搜索法；利用一、二階影響系數(shù)矩陣分析速度和加速度。在關(guān)節(jié)空間里對(duì)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃，求得各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軌跡?；贙ane動(dòng)力學(xué)理論，求出15個(gè)桿件的偏速度和偏角速度，推導(dǎo)了動(dòng)力學(xué)方程，并給出了動(dòng)力學(xué)基本方程系數(shù)解析形式，利用Matlab軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)值仿真。分析仿真曲線，評(píng)價(jià)動(dòng)力學(xué)性能，

3、并據(jù)此更新關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡。基于動(dòng)力學(xué)方程的控制方法很多，在控制精度、快速性和穩(wěn)定性方面各有特點(diǎn)，控制成本和實(shí)現(xiàn)的難易程度也有所不同。本文采用了三種方法：計(jì)算力矩法、魯棒控制及變結(jié)構(gòu)滑?？刂疲瑢?duì)6-DOF串并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了精確控制。通過Simulink仿真實(shí)例，比較三種方法的優(yōu)劣和應(yīng)用條件。推導(dǎo)電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，即分別求取電磁伺服閥、單級(jí)電液伺服閥、閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)、負(fù)載活塞受力模型的數(shù)學(xué)模型等，最終獲得三階開環(huán)傳遞函數(shù)的數(shù)學(xué)