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大范围平动并联机器人运动学解耦与速度自适应规划 被引量:8
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作者 赵新华 刘培昌 +1 位作者 赵磊 李彬 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期305-315,共11页
并联机器人是一种多支链、多关节、强耦合非线性系统,具有高速、高刚度和大负载等明显优势而被广泛应用到工业领域。然而,随着关节数量的增加导致该类机器人运动学解耦和高精度平稳控制的难度较大。为实现大范围平动3-RRRU并联机器人自... 并联机器人是一种多支链、多关节、强耦合非线性系统,具有高速、高刚度和大负载等明显优势而被广泛应用到工业领域。然而,随着关节数量的增加导致该类机器人运动学解耦和高精度平稳控制的难度较大。为实现大范围平动3-RRRU并联机器人自动化轨迹跟踪和控制的平稳性,针对运动学解耦和速度自适应规划方法展开了系统、深入地研究。首先,应用DH法建立了机器人运动学模型,基于结构约束条件完成运动学解耦计算,并在S型控制策略中加入速度自适应修正机制,依据不同轨迹可自动计算并修正最大速度参数,实现自适应优化;其次,采用激光跟踪仪对机器人轨迹进行动态跟踪,对比分析了S型速度和梯型速度控制策略下的跟踪精度,梯型速度规划下其最大误差高达4.513 mm,是S型控制策略的3倍,且位置误差曲线出现多个尖峰值,说明因速度突变导致运动平稳性较差;最后,测试S型速度规划下采用自适应修正机制前、后机器人的平稳性以及轨迹跟踪精度。实验结果表明:当规划路径难以实现机器人加速到原预设最大速度时,在轨迹末端存在较大的惯性速度,产生位置尖峰误差为2.676 mm,是修正后最大误差的2.4倍,且伴随着明显的冲击效应。引入自适应修正机制后圆轨迹的起点和终点位置误差分别为0.722 mm和0.382 mm,二者相对位置偏差仅为0.34 mm,且末端定位误差相比修正前降低了一个数量级,有效解决了机器人存在惯性冲击效应的难题,大幅提高了机器人整体轨迹跟踪的精度和控制的平稳性。 展开更多
关键词 大范围平动 并联机器人 运动学解耦 自适应控制 精度
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考虑弹体动态性能补偿的BTT导弹运动学解耦设计 被引量:1
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作者 陈旭 杨军 袁博 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第3期145-147,165,共4页
BTT导弹存在较强的运动学耦合,工程上直接引入角速率补偿的解耦结果并不理想。考虑到弹体动态性能对控制系统的影响,通过引入微分积分形式的解耦支路补偿弹体动态特性,对BTT导弹自动驾驶仪进行运动学解耦设计,并通过仿真算例验证了解耦... BTT导弹存在较强的运动学耦合,工程上直接引入角速率补偿的解耦结果并不理想。考虑到弹体动态性能对控制系统的影响,通过引入微分积分形式的解耦支路补偿弹体动态特性,对BTT导弹自动驾驶仪进行运动学解耦设计,并通过仿真算例验证了解耦设计的正确性,最后进行拉偏仿真对其鲁棒性进行评估,证明其有效性。 展开更多
关键词 BTT导弹 运动学解耦 弹体动态性能补偿 微分积分 鲁棒性
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混联码垛机器人运动学分析及仿真 被引量:35
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作者 张志强 臧冀原 贠超 《机械设计》 CSCD 北大核心 2010年第11期47-51,共5页
提出了一种能实现手部空间三维移动及一维转动的混联码垛机器人机构——4自由度码垛机器人机构。分析了该机器人运动学特性,通过参考坐标系单独求解和齐次变换法求解相结合的方式,获得了末端操作器的位置、速度、加速度正反解。并提出... 提出了一种能实现手部空间三维移动及一维转动的混联码垛机器人机构——4自由度码垛机器人机构。分析了该机器人运动学特性,通过参考坐标系单独求解和齐次变换法求解相结合的方式,获得了末端操作器的位置、速度、加速度正反解。并提出了结构尺寸优化方法,使该机构位置正解得到简化,运动学解耦,计算量小,便于该机器人运动控制设计、运动轨迹规划和驱动力实时控制。给出了该机构一般输入时机械手的位置、速度、加速度仿真曲线,描述了该机器人机构的运动学特性。 展开更多
关键词 码垛机器人 运动学特性 运动学解耦 仿真曲线
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大空间运动3-RRRU并联机器人运动学标定与误差分析 被引量:16
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作者 赵磊 闫照方 +2 位作者 栾倩倩 赵新华 李彬 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期411-420,共10页
并联机器人具有高速、高刚度和大负载等明显优势,被广泛应用到农业和工业领域,但多关节导致该类机器人控制精度不高。针对大空间运动3-RRRU并联机器人的运动学建模和误差标定方法展开了系统、深入研究。综合应用DH法和空间矢量法建立了... 并联机器人具有高速、高刚度和大负载等明显优势,被广泛应用到农业和工业领域,但多关节导致该类机器人控制精度不高。针对大空间运动3-RRRU并联机器人的运动学建模和误差标定方法展开了系统、深入研究。综合应用DH法和空间矢量法建立了机器人的运动学模型,在此基础上,借助偏微分理论推导并建立机器人的误差模型;应用激光跟踪仪进行不同轨迹下机器人的空间位置数据采集,对一般遗传算法进行改进,以等步距搜索策略实现主要遗传算子的优化,并通过全局数值寻优获取机器人的误差补偿数据,完成标定和补偿工作。实验表明:基于直线标定方式,补偿后直线轨迹跟踪误差控制在0.14~1.34 mm,但不适用于曲线轨迹补偿,其实测补偿后的最大误差高达5.08 mm。曲线轨迹标定精度高于直线轨迹标定,补偿后将直线和曲线两种路径下的最大误差分别降低至1.18 mm和1.56 mm。该标定方法自动化程度高,适用于含有大量关节并联机器人的误差标定工作。 展开更多
关键词 大范围运动 并联机器人 运动学解耦 误差标定 精度
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基于模糊自适应PID高精度控制系统设计 被引量:18
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作者 陈云 刘新妹 +1 位作者 郭栋梁 殷俊龄 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第2期13-17,共5页
针对传统二维运动控制平台定位精度低、稳定性差的问题,设计了基于模糊自适应PID算法的运动控制系统。设计了系统的硬件组成,建立了基于模式力的解耦动力学模型,并进一步分析模糊自适应PID控制算法的控制原理和设计规则,同时运用MATLAB... 针对传统二维运动控制平台定位精度低、稳定性差的问题,设计了基于模糊自适应PID算法的运动控制系统。设计了系统的硬件组成,建立了基于模式力的解耦动力学模型,并进一步分析模糊自适应PID控制算法的控制原理和设计规则,同时运用MATLAB对运动控制系统进行了传统PID控制和模糊自适应PID的模型仿真,得到系统的位置阶跃响应曲线。试验测试结果表明:以直线运动和圆弧运动进行定位试验,系统在X、Y二维方向上动态位移的跟随误差δ∈[-0.8μm,0.8μm]。因此,系统完全能满足高速运动下定位精度高和稳定性好的要求。 展开更多
关键词 运动控制 解耦运动学模型 模糊自适应PID 定位精度
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Kinematics and dynamics analysis of a 3-7R parallel decoupling mechanism 被引量:2
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作者 郑建勇 史金飞 +1 位作者 张志胜 李为民 《Journal of Southeast University(English Edition)》 EI CAS 2008年第2期183-187,共5页
One kind of movable-pair analysis method is adopted to analyze the configuration of a 3-7R (revolute-pair) parallel decoupling mechanism, and the mechanism's characteristics are summarized. The mechanism has three ... One kind of movable-pair analysis method is adopted to analyze the configuration of a 3-7R (revolute-pair) parallel decoupling mechanism, and the mechanism's characteristics are summarized. The mechanism has three orthogonal distributional branch-chains, and all movable pairs are rotational joints. The movable platform of the mechanism has x, y, z translational decoupling directions. Furthermore, in order to verify the mechanism's decoupling characteristics, the mechanism's kinematics analysis is solved, and the mechanism's direct/inverse kinematics model, input/output velocities and accelerations are deduced, which confirm its decoupling movement characteristics. Finally, one kind of mechanism link decomposed-integrated approach is adopted, and the mechanism's dynamics model is completed with the Lagrange method, which also proves its decoupling force characteristics. All of these works provide significant theory for the further study of the mechanism's control strategy, design, path planning etc. 展开更多
关键词 3-7R parallel decoupling mechanism KINEMATICS DYNAMICS DECOUPLING
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