一种基于模糊PID的3TPS/TP型并联机器人的控制算法

3TPS/TP型并联机器人本身所具有的强耦合性、非线性和多变量等特点导致其无法建立精确的数学模型,进而使得传统的比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制算法难以得到较好的应用。文章将模糊控制算法和传统的PID控制算法相结合,得到模糊PID控制算法并应用于3TPS/TP型并联机器人控制系统的伺服电机中。仿真结果表明,模糊PID控制算法在控制精度、稳定性以及适应性方面都优于PID算法,控制效果符合预期要求。

基于3TPS/TP型并联机器人的轨迹规划算法

本文对3TPS/TP型并联机器人工作头刀尖点的位置轨迹规划算法进行了研究,考虑在笛卡尔空间下,运用直线和圆弧插补算法实现对3TPS/TP型并联机器人的刀尖点分别为直线和圆弧两种情况下的轨迹规划。仿真结果表明,刀尖点的运动轨迹为经过示教点的轨迹,进而验证了设计方案的可行性,能够满足机器人作业平稳、精确的要求。

一种新的3TPS/TP型并联机器人神经网络滑模控制算法

本文利用神经网络自适应辨识能力强以及可以无穷逼近任意函数等优点来消除滑模控制存在的抖振问题,将提出的神经网络滑模控制方法应用到3TPS/TP型并联机器人。

TPS型四自由度并联机器人位置分析

针对TPS型并联机械手的设计问题,提出一种退化结构:在三自由度并联机构基础上,采用退化结构对动平台的X、Y两方向进行约束,得到新型的具有3R1T四自由度的TPS型并联机构,并在该机构基础上,采用了螺旋理论对其运动特性进行分析,进一步给出了该类型机构的正解、反解位置特性。结果表明:该机构具有计算简单、易实现实时控制等特点,为该类型机构进一步深入研究打下基础。

一类3-RPS并联机器人构型正解新法

从机器人运动单元和机器人末端运动特征出发,给出了并联机器人的构型正解新方法。采用该方法求解了RPS支链所具有的末端运动特征表达式,分析了三种具有不同支链布置形式的3-RPS并联机器人的末端运动特征求解问题。对相应的运算结果进行了对比分析,得到了一些有益的结论。

基于螺旋理论的3-RPS型并联机器人运动学分析

3-RPS型并联机构具有三个结构对称的支链形式,各支链由一个转动副连接机座、一个球面副与动平台相连接,转动副与球面副由移动副所连接。采用螺旋理论及空间机构构型原理,通过约束形式分析得出该类型并联机器人运动性质,采用矢量分析方法对其运动学正解/反解进行求解,得出该并联机构运动学方程。基于对称非齐次性少自由度并联机构Jacobine矩阵,进一步对该类型并联机器人结构奇异性进行分析与总结。

混联式石材加工机械手3-TPS/TP型工作头的运动特性分析

目的通过计算使新的并联加工头结构更合理,避免奇异点和奇异位型,为结构尺寸优化提供依据.方法根据其混联式构型特点,应用空间机构运动学理论,运用Matlab进行仿真计算,绘制出其工作空间、可操作度及灵巧度的分布图,并对此进行了分析.结果工作空间仿真形状近似为锥柱,工作空间大,在给定的加工范围工作空间内部无空洞;可操作度W在2.15~6.9变化,变化范围小,曲面变化平稳;该机构的灵巧度指标C(J)在3.58~8.32变化,变化范围较小,没有突变点.结论该机构具有较大的工作空间,整个工作空间内没有奇异点、奇异位型;可操作度的变化范围不大,具有良好的可操控性;该机构运动灵巧性好.通过运动特性分析,该机构能满足石材加工三维雕刻、异型加工等工序.

3-RRC型并联机器人动力学分析向量键合图法

为提高空间并联机器人系统动力学分析的效率及可靠性,提出了相应的向量键合图法。根据3-RRC型并联机器人构件间的邻接关系,将空间运动刚体、空间旋转角及圆柱铰的向量键合图模型组合起来,建立了3RRC型并联机器人向量键合图模型。针对微分因果关系及非线性结型结构给空间并联机器人机构自动建模与动力学分析所带来的代数困难,提出了有效的增广方法。应用相应的算法,实现了3-RRC型并联机器人系统计算机自动建模与动力学分析。通过实际算例说明了所述方法的可靠性及有效性。

基于3-P T T型并联机器人的计算机动态仿真系统的研究与实现

本文首先对机器人仿真技术进行了探讨 ,然后在C++Builder平台上开发出了一套基于OpenGL的3-PTT型并联机器人的仿真系统软件 ,并对该系统的计算机动态仿真实现原理做了细致的介绍。

3-RPC型并联机器人模糊滑模轨迹跟踪控制研究

分析了直流伺服电机驱动的3-RPC并联机器人的运动学反解,并对其进行了轨迹规划;设计了传统滑模控制及模糊滑模控制,建立了仿真模型,并完成了各支路的期望运动的轨迹跟踪。仿真结果表明:模糊自适应增益滑模控制比传统滑模控制精度更高,响应时间明显更快,更能有效地消弱控制中带来的抖振现象。

基于螺旋理论对3-RPS并联机器人运动学分析及仿真

3-RPS型并联机构具有3个结构对称的支链形式,每个支链由一个转动副连接基座,一个球面副与动平台相连接,转动副与球面副由移动副所连接。采用螺旋理论对3-RPS型并联机器人自由度分析,采用反螺旋的方法建立约束雅可比矩阵、运动雅可比矩阵和完整雅可比矩阵,导出了动平台的速度到驱动关节速度之间的映射,从而计算出末端执行器的速度、加速度并进行奇异性分析。基于Matlab SimMechanics软件建立3-RPS型并联机器人仿真模型,进行运动学仿真对比研究,结果表明:动平台的实际输出变化与给定的参考值变化基本相符,验证了该建模方法的正确性。

3-RPS并联机器人位置分析及控制仿真

应用坐标变换法和封闭解法,基于3-RPS并联机器人位置分析,采用Matlab建立3-RPS型并联机器人仿真模型,给定不同状态下的参考输入,通过合理设置PID控制器各项参数进行运动学仿真比较.仿真结果表明:在不同的参考输入的条件下,动平台的位置变化几乎相同,实现了PID控制调平作用,驱动杆实际输出与参考值的偏差在允许范围内波动,控制效果明显,为研究基于并联机器人自动调平提供参考.

基于SolidWorks & SimMechanics对3-UPU并联机器人运动学仿真及控制

基于螺旋理论,对3-UPU型并联机器人运动特性进行分析,运用SolidWorks软件建立机构模型,通过模型转换接口技术实现3-UPU型并联机器人SimMechanics可视化建模。并进行模糊PID控制系统设计,结合可视化模型实现3-UPU型并联机器人系统仿真。通过与传统PID控制仿真对比研究表明:3-UPU型并联机器人模糊PID控制系统具有控制精度高、响应速度快、动态性能好等优点,为少自由度并联机器人的可视化和控制系统研究等方面奠定理论研究基础。

基于模糊PID对3-RPS并联机器人轨迹跟踪控制

并联机器人因具有刚度大、承载能力强、精度高等优点,被广泛应用于各个领域,但由于它是一个多输入多输出系统,存在严重的非线性性,因此对其进行控制研究显得尤为重要.通过设定3-RPS型并联机器人动平台的期望参考值,根据逆运动学,基于Matlab SimMechanics软件建模仿真求得各支路驱动副的期望位移.设计PID控制器、模糊PID控制器,对3-RPS型并联机器人进行轨迹跟踪控制仿真对比分析,结果表明:采用模糊PID控制可有效降低轨迹跟踪误差,提高系统的控制精度和稳定性.

六自由度液压并联机器人结构优化设计

一般的六自由度液压并联机器人的正解算法十分复杂。为此,针对6-3型并联液压机器人正运动学提出了快速的数值解法;采用数值方法对此6-3并联机器人的工作空间进行了分析;对液压并联机器人进行优化设计,并设计了一种新型的复合虎克铰,该结构较之传统的球铰具有转动范围大、使用寿命长、易维护等优势。

一种并联式3D打印机的设计与制造

研究并联式3D打印机的结构设计。传统的3D打印机通过XYZ三轴导轨的运动,控制打印头将打印材料层叠起来形成空间模型;并联式3D打印机采用Delta并联机器人结构,由三根并联臂带动动平台,最终实现打印机喷头输出三个移动自由度。对并联式3D打印机的工作空间进行了理论建模,在adams下对其运动进行了仿真,对打印机的电气控制部分进行了设计。通过制造样机进行实验,验证了理论分析,并得出结论。并联式3D打印机具有更高的打印速度和精度,对零件的批量生产具有重要的意义。

3-RPC型并联机器人模糊PID控制系统研究

基于SolidWorks和Matlab软件关联接口技术,将3-RPC型并联机器人SolidWorks三维模型转换为SimMechanics机构仿真分析模型,并分别进行传统PID和模糊PID控制系统设计。通过系统仿真实验与计算结果对比,得出模糊PID控制在并联机器人控制精度方面优于传统PID控制,且具有良好的系统稳定性。