平面2自由度冗余驱动并联机器人的非线性同步控制研究

为改善平面二自由度冗余驱动并联机器人由于自身的多运动链以及关节间强耦合性的结构特点而造成的各支链间运动不协调的问题,基于并联机器人同步耦合误差控制技术提出一种非线性同步控制方法,并利用Lyapunov稳定性理论和La Salle不变性原理分析证明了所提出的控制方法能保证并联机器人系统的全局渐近稳定性。同时,利用MATLAB软件对并联机器人在典型的计算力矩控制和所提出的非线性同步控制下进行运动仿真,仿真结果表明,非线性同步控制能进一步减小并联机器人在运动中的位置误差,提高机器人协调运动的精度,获得更好的同步性能。

四缸驱动起模机非线性PID同步控制研究

针对翻转起模机中四缸同步驱动起模过程存在的同步性能较差的问题,设计了四缸伺服同步驱动系统,建立了起模过程的非线性动力学模型。根据起模过程中的跟踪性能和同步性能指标要求,结合输出变量的二阶泰勒矢量展开、最优控制原理和非线性扰动观测器设计理论,提出了一种类似经典PID控制器结构的非线性PID同步控制策略。仿真和实际应用结果表明,该控制策略比常规PID同步控制策略具有更好的跟踪性能和同步驱动性能。

双电机传动机械系统的同步控制

针对多电机同步控制研究的现状,用基于位置和速度的非线性同步控制规律设计双电机传动机械系统控制器,实现两组变频器-电动机机械系统的同步控制。Matlab环境下的仿真结果表明,系统具有良好的性能,能够在有限的时间内实现对输入信号的同步无差跟踪,即使轮廓线是存在突变尖角的心形线,整个系统的运动轨迹也能够按照期望的轮廓线运行。该系统对于外部的干扰有很强的鲁棒性,控制算法简单,系统易于实现,具有较好的工程应用价值。

二自由度冗余驱动并联机器人非线性动态控制方法研究

为了提高冗余并联机器人的控制精度,本文针对二自由度冗余驱动并联机器人,基于并联机器人同步耦合误差控制理论,提出了一种非线性同步控制方法。首先,利用李雅普诺夫稳定性理论,对提出的控制方法进行稳定性分析,证明控制系统渐进稳定;其次,借助MATLAB软件,对该控制方法进行动态仿真,仿真结果表明非线性同步控制方法具有较高的跟踪精度和控制精度,以及优良的同步控制性能;借助二自由度冗余驱动并联机器人实验台,对并联机器人非线性同步控制方法进行跟踪控制实验,实验结果与传统计算力矩控制方法相比,非线性同步控制方的有效性和优越性更好。研究结果表明:对冗余并联机器人的进一步研究具有指导意义。