基于機電耦合動力學模型高速并聯(lián)機械手控制器設計.pdf

1、本文密切結合國家自然科學基金項目，以具有我國自主知識產(chǎn)權的高速并聯(lián)機械手為對象，研究了一種基于機電耦合系統(tǒng)動力學模型的控制器設計方法，并據(jù)此搭建了基于ADAMS虛擬物理樣機和Matlab/Simulink虛擬驅(qū)動器的聯(lián)合仿真試驗驗證平臺。取得如下成果： (1)根據(jù)轉矩匹配原則，建立了一種可用于實時控制的機電耦合系統(tǒng)動力學模型。其中，采用虛功原理來推導機構子系統(tǒng)的動力學模型，而對伺服子系統(tǒng)的動力學模型則采用矢量控制原理來進行。在此

2、基礎上，以工作空間動平臺軌跡的2-范數(shù)為目標函數(shù)，對PID控制器的定常參數(shù)進行了優(yōu)化，得到初始的參數(shù)范圍。 (2)考慮模型中電流與力矩的關系及驅(qū)動系統(tǒng)中參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，設計了一類基于該模型的計算扭矩控制器，從而提高了系統(tǒng)的快速響應能力。此外，考慮到并聯(lián)機械手動力學模型的非線性和建模誤差及外界擾動等不確定性因素，采用神經(jīng)網(wǎng)絡智能算法，對控制器中的比例、積分、微分增益環(huán)節(jié)進行實時調(diào)節(jié)，極大地提高了系統(tǒng)的魯棒性。 (3)