机械臂的轨迹规划与协调控制模型及仿真研究
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摘要
通过从几何方法、结构及功能考虑,可获取机械臂的逆运动学。通过双曲线函数对经典滑模控制模型的优化,得到了一种新的算法,可以减少实际执行器的抖动效应,并将其与学习和自适应控制器一起应用于机械臂仿真模型。设计并实现了5自由度机械臂,包含用于反馈的通信接口及信号调理电路。通过仿真和实现获得的结果由联合误差的比较曲线和RMS指数表示,并且表明,在仿真和实现中,冗余操纵器遵循具有不太明显的最大误差的测试轨迹,使用自适应控制器比其他控制器,具有更均匀的机械手运动。
The inverse kinematics of the manipulator can be obtained from the geometric method,structure and function.A new algorithm is obtained by optimizing the classical sliding mode control model by hyperbolic function,which can reduce the jitter effect of the actual actuator and apply it to the robot arm simulation model together with the learning and adaptive controller.Design and implementation of a 5-DOF robot,including the communication interface for the feedback and signal conditioning circuit.The results obtained by simulation and implementation are represented by the comparison curve of the joint error and the RMS index,and show that in the simulation and implementation,the redundant manipulator follows a test trajectory with less significant maximum error,using an adaptive controller than the other The controller has a more uniform manipulator movement.
The inverse kinematics of the manipulator can be obtained from the geometric method,structure and function.A new algorithm is obtained by optimizing the classical sliding mode control model by hyperbolic function,which can reduce the jitter effect of the actual actuator and apply it to the robot arm simulation model together with the learning and adaptive controller.Design and implementation of a 5-DOF robot,including the communication interface for the feedback and signal conditioning circuit.The results obtained by simulation and implementation are represented by the comparison curve of the joint error and the RMS index,and show that in the simulation and implementation,the redundant manipulator follows a test trajectory with less significant maximum error,using an adaptive controller than the other The controller has a more uniform manipulator movement.
引文
[1]孙铭.基于MATLAB和ADAMS的机械臂的轨迹规划与协调控制[D].北京化工大学,2015.
[2]徐文福,王学谦,薛强,梁斌.保持基座稳定的双臂空间机器人轨迹规划研究[J].自动化学报,2013,(01):69-80.
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[7]王明,黄攀峰,常海涛,王东科.基于机械臂耦合力矩评估的组合航天器姿态协调控制[J].机器人,2015,(01):25-34.
[8]庞哲楠,张国良,吴戈,羊帆,陈志侃.自由漂浮空间机器人避奇异规划—跟踪算法[J].信息与控制,2016,(03):348-354.
[9]钟杭,王耀南,李玲,刘洪剑,李力.旋翼飞行机械臂建模及动态重心补偿控制[J].控制理论与应用,2016,(03):311-320.
[10]任子武,朱秋国,熊蓉.快速连续反应-避障作业环境下的七自由度灵巧臂轨迹规划[J].自动化学报,2015,(06):1131-1144.
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[13]杨伟超,许德章.基于ADAMS的双臂作业机器人的运动学分析及仿真[J].井冈山大学学报(自然科学版),2016,(01):80-84.
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