基于脉冲整形的码垛机器人残余振动抑制研究

为研究四轴驱动串联型码垛机器人的残余振动问题,首先使用SolidWorks软件设计了一种码垛机器人的三维模型,根据模型设计研发出了码垛机器人样机,该样机为柔性机构,易产生残余振动;其次运用拉格朗日方法求得各柔性驱动关节的动力学方程,得到相应的控制系统结构图;再次将模型导入Matlab软件中,通过Simulink模块对模型进行动力学仿真,模拟码垛机器人的运动过程;然后采用脉冲整形输入抑制残余振动;最后通过仿真和实验进行验证。仿真和实验结果均表明脉冲整形输入可以有效地抑制各驱动关节处的残余振动,进而提高系统的控制精度和稳定性。

始末速度不为零的S型加减速时间规划算法研究

针对始末速度不为零的非对称S型加减速时间难以规划问题,把加速度曲线分为7个时间段,对关于加速度变化时间的方程组进行分析,化简为一元高次方程,并根据其变化的单调性构造其平方函数,使其转换为单一凸形函数,进而利用牛顿迭代求出其收敛值并根据效率最优原则和加速度、速度约束条件进行修正;对匀加速度时间的规划,直接根据其公式特点,转换为一元二次方程进行规划并根据效率最优原则和加速度、速度约束条件进行修正;对于匀速运动时间直接根据一元一次方程的解法进行规划。该算法解决了现有始末速度不为零的S型加减速时间规划过程复杂、繁琐问题,提供了一种简洁、高效的加减速时间规划算法。通过仿真与试验可知,本算法求解效率提高10.8%,插补效率提高1.32%,插补效果满足精度要求,同时证明了该算法简洁、高效、运行稳定、能够满足高速高精数控要求。

基于牛顿迭代法的S形加减速时间算法研究

S形加减速控制涉及求解多元高次方程或者不等式,且要求求解出来的最终解是非负数,为此根据时间最优原则和速度、加速度的限制条件,把S形加减速控制中所涉及的五元非线性方程组分解为2个二元非线性方程组和1个一元线性方程。采用牛顿迭代法和迭代修正的方式逐步求解出符合要求的加减速时间,进而求出速度曲线,进行插补运算。仿真与实验结果证明,该算法简明高效、运行稳定,能够满足高速高精数控要求。