一種三平移并聯(lián)機器人及其多軸控制研究.pdf

1、信息時代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，引起傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的深刻變革。微電子技術(shù)、微計算機技術(shù)使信息和智能與機械裝置和動力相結(jié)合，促使農(nóng)業(yè)開始了一場大規(guī)模的機電一體化的技術(shù)革命。機電一體化技術(shù)已經(jīng)越來越受到各方面的關(guān)注，在機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時，運動控制技術(shù)作為其核心部分，也得到了前所未有的發(fā)展。 本文主要通過對已經(jīng)加工的秧苗移栽機器人進行控制實驗，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，該移栽機器人具有機構(gòu)桿長較長，桿件剛度不夠，運動副之間接觸面積較小，引

2、起副的變形過大，原動件減速器傳動比過大，造成機構(gòu)工作效率較低等缺點。因此，對于機構(gòu)的改進分析中，本文主要做了如下工作： (1)本文對3-CRR并聯(lián)機構(gòu)的各分支進行重新配置，提出了一種新型的三自由度并聯(lián)機構(gòu)。 (2)提出了一種可約系統(tǒng)的概念，并通過計算論證了該機構(gòu)是一種完全可約的機構(gòu)，其輸入與輸出之間具有著一一映射的關(guān)系。 (3)對該機構(gòu)進行了奇異位形分析，速度性能指標(biāo)分析及靈巧度分析，由分析可知，機構(gòu)具有非常好的

3、運動傳遞性能，運動學(xué)各項同性性能非常好，靈巧度和控制精度可以達到最優(yōu)值。 (4)在考慮工作空間和機構(gòu)整體剛度的基礎(chǔ)上對機構(gòu)進行了桿長優(yōu)化設(shè)計，并利用機構(gòu)在結(jié)構(gòu)、運動、干涉等方面的相互關(guān)系，建立起機構(gòu)的各個構(gòu)件的參數(shù)同驅(qū)動參數(shù)的關(guān)系。 (5)通過MATLAB仿真，得到了該并聯(lián)機構(gòu)工作空間示意圖。 本文對改進后加工完畢的秧苗移栽機構(gòu)進行了控制研究，主要做了以下工作： (1)選用階梯式控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，即用基

4、于Windows操作系統(tǒng)的臺式機作為上位機，完成數(shù)據(jù)的存儲與復(fù)雜計算，用以DSP為核心的多軸伺服控制卡實現(xiàn)多軸聯(lián)動的實時控制。 (2)根據(jù)系統(tǒng)實際工作中所需要的驅(qū)動力，對步進電機進行了合理的選擇，并在實際的控制中，證明了該步進電機能夠保證系統(tǒng)的順利工作。 (3)在步進電機驅(qū)動系統(tǒng)中，由于多重非線性因素的影響，使得系統(tǒng)的控制精度較低，為了解決該問題，本文引入了帶微調(diào)前饋補償功能的模糊PID控制器，并在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，使用該