吉喆[1]2008年在《机械臂协调操作柔性负载系统的自适应最优控制方法研究》文中提出机械臂已经被广泛应用于各种场合,到目前为止大多数研究对象都是刚性的,然而现实中有很多柔性负载,对它们的研究有很大意义。本文针对柔性机械臂协调操作柔性负载,以clamped-clamped柔性梁模型为基础,以此为边界条件确定梁的刚性部分。应用假设模态法与Lagrange方程推导了柔性负载的刚性动力学方程与振动方程。为了使系统有一个统一坐标形式,给出了关节角坐标,末端执行器坐标与物体坐标之间的转换关系,在物体坐标建立了协调系统的动力学方程,并分析了系统模型的一些特性。在控制方法设计上,考虑了机械臂和负载的不确定性,设计了一种机械臂协调操作柔性负载的自适应轨迹跟踪控制方法。并针对协调操作过程中振动对轨迹控制的影响设计了最优控制方法。并对这些方法进行了稳定性证明和仿真研究,结果证明了方法的有效性。
刘迎春[2]2001年在《柔性机器人协调操作柔性负载的动力学建模》文中研究指明机器人的研究经历了从刚性机器人到柔性机器人、从单个机器人操作到多个机器人协调操作的过程，被操作负载也由最初的刚性负载发展到柔性负载。机器人协调操作与柔性机器人的研究已成为机器人领域中的两个重要前沿课题。特别是随着高速、精密、低能耗和轻量化等要求的提出，综合了柔性机器人和协调机器人优势的多柔性机器人协调操作已成为研究和应用的发展趋势。但到目前为止，此类研究还只局限于柔性机器人协调操作刚性负载，而实际应用当中有许多抓取大柔性零部件的情况。本文首次研究了柔性机器人协调操作柔性负载的动力学建模方法和仿真。 柔性机器人协调操作柔性负载的动力学建模与柔性机器人协调操作刚性负载的动力学建模有所不同。本文分别选择主臂抓持梁和从臂抓持梁为位形基准，建立了柔性机器人协调操作柔性负载系统的运动学协调约束条件，利用有限元方法，导出系统动力学方程，用两3R柔性机器人协调操作一柔性梁负载的仿真算例说明两种基准选择方式的差别。同时也与单柔性机器人操作柔性负载的情况进行了比较，显示出多柔性机器人协调操作的优越性。 考虑到机器人与负载均为柔性体，本文又将柔性机器人协调操作柔性负载系统处理为一个柔性闭链系统，采用整体有限元模型，推导出系统动力学方程，用同一算例的数值仿真与前面模型进行比较，验证了两种模型的可靠性和有效性。
刘迎春, 余跃庆, 窦建武[3]2002年在《柔性机器人协调操作柔性负载的动力学模型》文中研究说明从柔性机器人协调操作的本质特性出发 ,巧妙采用机器人与负载的有限元模型 ,以主臂抓持梁为位形基准 ,首次建立了柔性机器人协调操作柔性负载系统的运动学协调约束条件 ,导出了其系统动力学方程 ,并成功的给出了两 3R柔性机器人协调操作一柔性梁负载的仿真算例。
刘迎春, 余跃庆[4]2002年在《考虑负载变形的柔性机器人协调操作动力学》文中指出从柔性机器人协调操作的本质特性出发 ,考虑负载柔性 ,巧妙采用机器人与负载的有限元模型 ,建立了柔性机器人协调操作系统的运动学协调约束条件 ,导出了其系统动力学方程 ,成功的给出了 2台 3R柔性机器人协调操作一柔性梁负载的仿真算例。讨论了在建模过程中选择主臂抓持梁和从臂抓持梁为位形基准对建模的影响
隋欣[5]2009年在《机械臂协调操作柔性负载系统轨迹与振动控制方法研究》文中进行了进一步梳理本文以机械臂协调操作柔性负载系统为研究对象,通过系统模型的建立、奇异摄动分解、自适应模糊滑模控制器和模糊补偿控制器的设计等手段,采用理论研究与Matlab仿真相结合的方式对柔性负载的轨迹与振动控制进行了研究。首先,以简支梁为研究对象,采用了Lagrange方程和假设模态法相结合的方法建立了柔性负载的动力学模型,并且分析了模型特性。给出了关节角坐标,末端执行器坐标以及物体坐标之间的转换关系,在物体坐标系下建立了整个协调系统的动力学方程。其次,基于奇异摄动理论对建立的动力学模型进行分解,得到了表征大范围刚性运动的慢变子系统和表征小幅弹性振动的快变子系统。再次,在考虑系统参数存在不确定性情况下,针对慢变子系统设计了自适应模糊滑模控制器,针对快变子系统则采取了PD控制和模糊补偿控制相结合的控制方法。最后,通过仿真研究验证了所设计控制方法能够很好的对柔性负载的轨迹和振动进行控制。
张鹏[6]2007年在《机械臂协调操作柔性负载系统建模与控制》文中研究表明机械臂已经被广泛应用于各种场合,到目前为止大多数研究对象都是刚性的,然而现实中有很多柔性负载,对它们的研究有很大意义。本文针对机械臂协调操作柔性负载,首先给出了虚拟连杆的概念作为柔性体的基准,然后以这个基准把柔性梁分为4个单元。分析了由于坐标选择的原因,坐标原点两侧柔性坐标定义时出现的特殊情况,应用有限元法与Lagrange方程推导了柔性物体的刚性动力学方程与振动方程。为了使系统有一个统一坐标形式,给出了关节角坐标,末端执行器坐标与物体坐标之间的转换关系,在物体坐标建立了协调系统的刚性动力学方程与振动方程,分析了系统模型的一些特性。研究了James等人提出的刚性控制方法,在他们方法的基础上提出了针对本文控制对象的控制方法,并针对方法进行了仿真研究,结果证明了方法的有效性。然后利用力反馈作用设计了混合控制器,分析了力的有界性并通过仿真验证了这个结果。
刘磊[7]2009年在《机械臂操作柔性负载系统柔顺控制方法研究》文中指出随着机器人技术的发展,机械臂操作刚性物体的研究成果已经在许多工业部门得到了广泛应用,但在实际生产中,有很多针对柔性部件的加工还无法用机械臂来完成。因此,研究机械臂操作柔性负载有非常重要的理论意义和工程实用价值。本文结合国家自然科学基金项目“机械臂协调操作柔性负载系统动力学与控制研究”,针对机械臂操作柔性负载系统柔顺控制方法进行了研究。首先,针对机械臂操作柔性负载系统,利用有限元法和拉格朗日方程,建立了整个控制系统的动力学模型。其次,在所有参数可测的假设下,设计了既可以有效跟踪期望轨迹又可以抑制柔性负载弹性振动的自适应控制器。综合考虑测量误差等因素后,在控制器中加入力反馈和扰动补偿项,从而避免了操作柔性负载的外力对控制效果产生的影响。再次,利用刚性控制的思想在振动模态不可测条件下,采用振动模态补偿方法提高了轨迹跟踪的控制精度,从而使新的自适应控制器对该系统同样具有较好的控制效果。最后,通过仿真研究验证了两个控制器的有效性。
刘迎春, 余跃庆[8]2000年在《柔性协调机器人系统的动力学建模与仿真》文中研究指明从柔性机器人协调操作的本质特性出发，巧妙采用机器人与负载的有限元模型，建立了柔性协调机器 人系统的运动学协调约束条件，寻出了系统动力学方程，并成功的给出了两3R柔性机器人协调操作──柔性梁负 载的一组仿真算例．
刘迎春, 余跃庆[9]2002年在《柔性机器人操作柔性负载的建模新方法》文中研究表明本文将柔性机器人和柔性负载看作一个柔性闭链系统,采用整体有限元方法,建立了两柔性机器人抓持一柔性负载的动力学模型。文中给出了两柔性机器人协调操作一柔性梁的仿真算例,并与协调操作模型进行了比较,充分说明了这种模型的有效性。
张鹏[10]2010年在《机械臂协调操作柔性负载系统动力学与控制》文中研究说明针对机械臂协调操作柔性负载,用有限元法建立了柔性负载的动力学模型。研究了系统坐标之间的关系,将机械臂协调操作柔性负载系统转化到同一个坐标空间,给出了力之间的关系。采用刚性控制对机械臂从起始点到期望点的运动进行了研究,对内力进行了控制,采用自适应控制方法对机械臂协调操作柔性负载的轨迹跟踪问题进行了研究。基于零点配置技术提出了一种新的EI成型器设计方法,将传统的基于零点配置的ZV成型器扩展成EI成型器,利用成型器周期性特点,提出了一种抑制多模态柔性结构振动的控制方法,并对机械臂协调操作柔性负载振动进行了控制。通过假设在机械臂末端能够测得接触点的振动信息,研究了基于观测器的控制问题。基于模型已知的情况下,设计了两种不同的控制器并对系统的稳定性进行了分析。同时针对模型参数未知的情况设计了控制器并对系统稳定性进行了分析与仿真实验。
参考文献：
[1]. 机械臂协调操作柔性负载系统的自适应最优控制方法研究[D]. 吉喆. 吉林大学. 2008
[2]. 柔性机器人协调操作柔性负载的动力学建模[D]. 刘迎春. 北京工业大学. 2001
[3]. 柔性机器人协调操作柔性负载的动力学模型[J]. 刘迎春, 余跃庆, 窦建武. 机械科学与技术. 2002
[4]. 考虑负载变形的柔性机器人协调操作动力学[J]. 刘迎春, 余跃庆. 中国机械工程. 2002
[5]. 机械臂协调操作柔性负载系统轨迹与振动控制方法研究[D]. 隋欣. 吉林大学. 2009
[6]. 机械臂协调操作柔性负载系统建模与控制[D]. 张鹏. 吉林大学. 2007
[7]. 机械臂操作柔性负载系统柔顺控制方法研究[D]. 刘磊. 吉林大学. 2009
[8]. 柔性协调机器人系统的动力学建模与仿真[J]. 刘迎春, 余跃庆. 北京工业大学学报. 2000
[9]. 柔性机器人操作柔性负载的建模新方法[C]. 刘迎春, 余跃庆. 第十叁届全国机构学学术研讨会论文集. 2002
[10]. 机械臂协调操作柔性负载系统动力学与控制[D]. 张鹏. 吉林大学. 2010