基于動力學(xué)的移動焊接機器人建模與焊縫跟蹤研究.pdf

1、　　焊接技術(shù)的自動化、柔性化和智能化是提高焊接質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低制造成本的保證。采用機器人焊接已經(jīng)成為焊接技術(shù)自動化的主要標(biāo)志。移動焊接機器人靈活性高、活動范圍廣，在大型構(gòu)件的焊接生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景。但是移動焊接機器人具有非完整約束，而且在運行過程中不確定性因素多，影響其在復(fù)雜環(huán)境或高精度焊接作業(yè)中的應(yīng)用。本文從運動學(xué)和動力學(xué)出發(fā)，考慮不確定性因素的影響，設(shè)計了焊縫跟蹤控制器，以期提高移動焊接機器人的魯棒性，從而提高焊接質(zhì)量

2、。
　　本文以基于視覺管道環(huán)焊機器人為研究對象，主要完成以下幾方面內(nèi)容：
　　1 基于狀態(tài)空間法建立了移動焊接機器人的運動學(xué)方程。基于 Lagrange 法建立了移動焊接機器人的動力學(xué)方程。
　　2根據(jù)建立的運動學(xué)和動力學(xué)模型設(shè)計運算法則。在移動焊接機器人控制器設(shè)計中引入非完整約束條件來限制橫向滑動的大小，避免轉(zhuǎn)動瞬心的坐標(biāo)超出機器人的軸距，以保證機器人的穩(wěn)定性。基于運動學(xué)振蕩器的構(gòu)想，設(shè)計運動學(xué)控制法則；考慮不

3、確定動態(tài)參數(shù)的影響，采用backstepping算法推導(dǎo)動力學(xué)控制法則。根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性判據(jù)驗證控制算法的穩(wěn)定性。應(yīng)用MATLAB仿真，結(jié)果表明所設(shè)計的控制算法是穩(wěn)定、收斂、有效的。
　　3以移動焊接機器人的動力學(xué)模型和設(shè)計的動力學(xué)控制法則為基礎(chǔ)，設(shè)計了基于單層神經(jīng)元的移動焊接機器人自適應(yīng)控制器。采用Lyapunov穩(wěn)定性判據(jù)判定該系統(tǒng)穩(wěn)定。用MATLAB 軟件進(jìn)行了仿真實驗和比較，結(jié)果表明，在條件完全相同的情況下，加