驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)器人的滑?？刂?br />
2.18萬(wàn)字
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摘要 相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，并聯(lián)機(jī)器人起步晚，發(fā)展不成熟，但是并聯(lián)機(jī)器人具有剛度大，精度高，運(yùn)行速度快等特點(diǎn)，并且在如今科技發(fā)展迅速、工業(yè)生產(chǎn)控制精度和強(qiáng)度要求日益提高的情況下，并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)正在逐步擴(kuò)大，形成了一個(gè)新興的研究熱點(diǎn)，但是，并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多耦合，控制難度大，因此，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)并聯(lián)機(jī)器人作了大量的研究工作，其中運(yùn)用滑模理論作為并聯(lián)機(jī)器人的控制策略以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為一種很好的并聯(lián)機(jī)器人控制方法。
本文采用的滑模控制方法能夠確保系統(tǒng)在有限時(shí)間內(nèi)迅速收斂到平衡狀態(tài)。并且控制律是連續(xù)的，分析了滑?？刂浦械亩墩駟?wèn)題，從而為消除抖振提供了必要的理論支持。
然后，本文對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入分析，首先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并利用拉格朗日法進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模，利用并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)用滑模變結(jié)構(gòu)理論設(shè)計(jì)了滑?？刂破鳎⑦M(jìn)行編程，利用matlab仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果分析控制效果并進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，最終達(dá)到預(yù)期效果，并總結(jié)滑?？刂品椒ǖ男阅?。
關(guān)鍵詞：并聯(lián)機(jī)器人 動(dòng)力學(xué)建模 滑?？刂?MATLAB仿真


Sliding Mode Control for a Novel Parallel Manipulator with
Actuation Redundancy
Abstract Compared to traditional robots, parallel robots started late, and the development of robot are not all-around, but parallel robot have high rigidity, high precision, speed and other characteristics, and the of in today's situation, the science and technology rapidly developed, the demand of industrial control precision and intensity are increasing,Next, the advantages of parallel robots are gradually expanding to form a new research focus, however, parallel robot structure is complex, multi-coupling, control is difficult, therefore, experts and scholars on the parallel robot made ​​a lot of research work, which use sliding mode control strategy theory as parallel robot with its unique advantages to become a good parallel robot control methods.
In this paper, the sliding mode control system to ensure rapid convergence in a finite time to equilibrium. And the control law is continuous analysis of chattering sliding mode control issues, so as to weaken provides the necessary theoretical support buffeting.
Then, the paper parallel mechanism in-depth analysis, 3-DOF parallel mechanism drive redundancy control model, and analyze the requirements and moving platform parallel mechanism based on kinematics, inverse solution is derived model space agency, according to the controlled object Features, select the appropriate control scheme, the subject of parallel mechanism driven by servo mode variable structure control strategy, combined with the specific model design variable structure control algorithm, using MATLAB simulation, debugging, analysis of simulation results, variable structure algorithm design verification the accuracy and reliability, and ultimately achieve the desired control effect, and summarizes the performance of sliding mode control method.
Keywords: parallel manipulator dynamic model sliding mode control MATLAB simulation


目 錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1并聯(lián)機(jī)器人的概述 1
1.1.1并聯(lián)機(jī)器人的起源及發(fā)展 1
1.1.2并聯(lián)機(jī)器人的分類(lèi) 3
1.1.3并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn) 4
1.1.4并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用 5
1.2并聯(lián)機(jī)器人研究現(xiàn)狀 7
1.2.1機(jī)構(gòu)學(xué)研究 7
1.2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)研究 8
1.2.3動(dòng)力學(xué)建模方法研究 9
1.2.4控制方法研究 11
1.3課題研究的目的及意義 12
第2章 并聯(lián)機(jī)構(gòu)描述及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 14
2.1自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)描述 14
2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分析 15
2.3雅克比矩陣 17
第3章 動(dòng)力學(xué)建模 19
3.1動(dòng)能推導(dǎo) 19
3.1.1動(dòng)平臺(tái)動(dòng)能 19
3.1.2三支架動(dòng)能 20
3.1.3滑塊動(dòng)能 21
3.2勢(shì)能推導(dǎo) 22
3.3動(dòng)力學(xué)建模 23
第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 26
4.1并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu) 26
4.2控制系統(tǒng)主要硬件組成部分 27
第5章 并聯(lián)機(jī)器人滑?？刂破髟O(shè)計(jì) 32
5.1滑模變結(jié)構(gòu)控制基本理論 32
5.1.1滑動(dòng)變結(jié)構(gòu)控制的概念 33
5.1.2滑動(dòng)模態(tài)的到達(dá)條件及趨近律 35
5.1.3滑模變結(jié)構(gòu)的抖振問(wèn)題 37
5.2滑模控制器設(shè)計(jì) 39
5.3系統(tǒng)仿真及分析 41
第5章 全文總結(jié) 43
致 謝 44
參考文獻(xiàn) 45