2SPR-2RPU并联机器人控制及实验研究

发布时间：2024-02-13 20:17

　　本文以一种新型2SPR-2RPU并联机构机械本体为控制对象,进行控制系统设计。对该新型机构进行运动学分析,计算了机构自由度、求解位置逆解。开发了以PC+UMAC运动控制器为核心的控制系统框架。通过UMAC多轴运动控制器的调节,对PID参数优化进而达到良好的稳态和动态性能,最终实现跟随误差的最小化,为实现基于UMAC对并联机构的控制在生产中的应用打下基础。主要内容包括:(1)掌握并联机器人的发展应用现状,重点论述并联机器人的控制系统现状与发展趋势。明确多轴运动控制器UMAC的特点及其在并联机构控制方面的优越性。(2)针对2SPR-2RPU并联机器人的运动学建模的分析。运动学建模方法分为分析方法和几何方法,本章使用几何方法求解机构自由度、位置逆解,为进一步研究并联机构的控制问题奠定基础。(3)主要论述并联机器人的三维模型创建,利用SOLIDWORKS建模的三维模型导入MATLAB中,该方法保留了并联机器人的全部约束,理论结果更可信。通过该方法生成的3D模型可以在模拟过程中可以实时显示。该方法较传统方式更为高效。(4)设计并联机器人的控制系统,以模拟使用两种不同的控制方案对2SP R-2RP...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 并联机构概述
    1.3 并联机构控制系统的发展现状
    1.4 并联机构控制系统的发展趋势
    1.5 多轴运动控制器UMAC的概述
    1.6 课题研究目的及意义
    1.7 论文的主要内容
第2章 2SPR-2RPU并联机器人运动学与性能分析
    2.1 引言
    2.2 2SPR-2RPU并联机器人运动学建模
        2.2.1 并联机器人简介
        2.2.2 并联机器人运动学建模
    2.3 并联机器人自由度分析
    2.4 并联机构位置逆解分析
    2.5 本章小结
第3章 2SPR-2RPU并联机器人建模与控制系统设计
    3.1 引言
    3.2 基于SimMechanics工具箱的并联机器人建模
    3.3 2SPR-2RPU并联机器人控制系统设计
        3.3.1 UMAC多轴运动控制器简介
        3.3.2 UMAC控制器变量说明
        3.3.3 2SPR-2RPU并联机器人伺服系统设计
    3.4 本章小结
第4章 基于UMAC的 PID控制算法设计
    4.1 引言
    4.2 PID控制介绍
        4.2.1 PID控制的组成
        4.2.2 基于UMAC的 PID传统控制
    4.3 模糊PID控制方案设计
    4.4 基于模糊PID控制的仿真
    4.5 本章小结
第5章 2SPR-2RPU并联机器人控制系统硬件设计及实验
    5.1 并联机构实验平台搭建
    5.2 实验与分析
    5.3 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果



本文编号：3897144