SCARA機器人參數(shù)自適應與補償控制研究.pdf

1、SCARA機器人是經(jīng)典的工業(yè)機器人，因為它具有運行速度快，重復定位精度高等優(yōu)勢，所以應用在很多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。由于工業(yè)機器人在進行實際的運行作業(yè)中會面臨多變的工作環(huán)境，導致系統(tǒng)參數(shù)會發(fā)生變化，并且易收到隨機干擾的影響。自適應控制方法具有更強的魯棒性，無需精確求解機器人系統(tǒng)參數(shù)，而是通過在線辨識使系統(tǒng)獲得良好的控制性能，因而在工業(yè)機器人的控制上具有很大的優(yōu)勢。課題圍繞SCARA機器人的運動學奇異位姿回避、系統(tǒng)參數(shù)自適應控制、補償控制器設(shè)計和

2、跟蹤控制實驗等關(guān)鍵問題進行了研究。
　　課題首先對SCARA機器人的系統(tǒng)模型進行了研究。根據(jù)SCARA機器人的自由度配置和結(jié)構(gòu)尺寸建立了運動學模型并進行了正、逆分析，并針對逆運動學提出了滿足實際應用的要求；由于關(guān)節(jié)型機器人存在的運動學奇異性，對機器人的奇異位置進行了分析求解，并引入阻尼對角加速度進行抑制，使機器人無法達到奇異位姿。
　　其次，對SCARA機器人進行了動力學建模，并根據(jù)SCARA機器人的應用目的對動力學模型進行

3、了合理的簡化；為了解決此機器人系統(tǒng)慣性參數(shù)的不確定問題，提出了基于間接自適應控制和復合自適應控制的軌跡跟蹤算法，利用力矩預報誤差對系統(tǒng)參數(shù)進行自適應更新，使參數(shù)滿足系統(tǒng)控制要求。并且以此基礎(chǔ)上研制出一種基于動力學的軌跡跟蹤控制器，可以達到該機器人系統(tǒng)對軌跡的有效跟蹤，并將兩種方法進行了比較分析。
　　然后，針對工業(yè)機器人系統(tǒng)在實際工作中面臨的外部干擾問題，提出了將跟蹤精度和快速性作為控制器設(shè)計標準。通過引入標準誤差信號作為系統(tǒng)狀態(tài)