移動導(dǎo)軌式6R機(jī)器人運(yùn)動分析及軌跡跟蹤控制仿真.pdf

1、移動式工業(yè)機(jī)器人最常見的組合形式是工業(yè)機(jī)器人結(jié)合移動導(dǎo)軌（平臺），移動導(dǎo)軌作為外部附加軸與機(jī)器人本體形成一個新的機(jī)械系統(tǒng)。因其在制造中相比傳統(tǒng)固定機(jī)器人所具備的可移動性、高效率和柔性等優(yōu)勢正被應(yīng)用到大部件裝配，噴涂、噴砂、無損檢測等表面處理，焊接鉚接、搬運(yùn)等領(lǐng)域。
　　本論文針對新松6kg6R型導(dǎo)軌移動式機(jī)器人應(yīng)用D-H坐標(biāo)法和解析法完成了對機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)分析;基于Matlab/Simulink+SimMechanics根據(jù)實

2、際物理參數(shù)對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了虛擬樣機(jī)仿真控制模型，并對其進(jìn)行了可靠性驗證，為后期的機(jī)器人軌跡跟蹤控制仿真奠定基礎(chǔ);基于誤差加速度與系統(tǒng)變化響應(yīng)的聯(lián)系情況，設(shè)計了基于誤差加速度的模糊補(bǔ)償器，對模糊PID控制算法進(jìn)行了改進(jìn)。最后通過軌跡跟蹤控制仿真驗證了不同算法的有效性，結(jié)果表明基于加速度補(bǔ)償?shù)哪：齈ID在控制性能上表現(xiàn)最佳。
　　本論文主要對導(dǎo)軌移動式機(jī)器人系統(tǒng)完成了運(yùn)動/動力分析、仿真模型的建立、機(jī)器人控制算法研究與軌跡跟蹤控制研

3、究等方面。主要研究內(nèi)容如下:
　　針對移動導(dǎo)軌式6R機(jī)器人機(jī)械本體進(jìn)行三維模型重建和完成系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)分析。根據(jù)實際物理參數(shù)，利用Pro/E對研究對象進(jìn)行機(jī)械本體的設(shè)計，完成三維模型重建;基于D-H運(yùn)動學(xué)分析法構(gòu)建了系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)模型;基于分站式思想，采用解析法對系統(tǒng)完成逆運(yùn)動學(xué)分析，為后續(xù)的運(yùn)動仿真分析奠定基礎(chǔ)。
　　針對移動導(dǎo)軌式6R機(jī)器人完成動力學(xué)問題分析和仿真模型的建立和驗證，通過仿真數(shù)據(jù)分析比較證明了仿真模型的正確性和

4、可靠性。利用拉格朗日法對系統(tǒng)進(jìn)行了動力學(xué)問題的分析計算，采用Simulink/SimMechanics聯(lián)合仿真的方法對系統(tǒng)進(jìn)行了虛擬樣機(jī)的建立，不僅完成系統(tǒng)動力學(xué)的仿真，同時也驗證了該動力學(xué)模型的準(zhǔn)確性，為后續(xù)的軌跡跟蹤控制奠定模型基礎(chǔ)。
　　從模糊PID控制算法出發(fā)，對誤差加速度與系統(tǒng)響應(yīng)之間的影響關(guān)系做了分析，提出了基于系統(tǒng)誤差加速補(bǔ)償?shù)哪：齈ID控制算法。通過建立誤差加速度調(diào)整因子、設(shè)計誤差加速度的模糊補(bǔ)償器，加入到模糊PI

5、D控制算法中形成新的算法。通過仿真對比實驗，從響應(yīng)時間、超調(diào)量性能分析，在理論上得出基于誤差加速度與系統(tǒng)響應(yīng)之間的關(guān)系建立起來的補(bǔ)償模糊PID算法的相對優(yōu)勢。
　　以移動導(dǎo)軌式6R機(jī)器人為對象，研究了不同控制算法下的軌跡跟蹤控制，從多指標(biāo)上對仿真結(jié)果進(jìn)行分析，得出相應(yīng)的結(jié)論。將前面已經(jīng)建立起的SimMchanics動力學(xué)模型和Simulink搭建的控制算法模型進(jìn)行封裝形成完整的移動機(jī)器人仿真系統(tǒng)。基于此系統(tǒng)完成了對不同控制下的機(jī)械