機(jī)械臂非線性摩擦最小能耗控制模型的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的機(jī)電一體化設(shè)備，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。與此同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人在整個(gè)生產(chǎn)鏈中所消耗的能量也呈明顯上升趨勢，因此，分析影響工業(yè)機(jī)器人能耗的因素，并研究相應(yīng)節(jié)能降耗的控制策略及方法，以及建立基于最小能耗的控制模型，使機(jī)械臂能耗最小化具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 機(jī)械臂關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)機(jī)器臂完成運(yùn)動(dòng)控制的核心，也是能量消耗的主要環(huán)節(jié)，因此明確影響關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗的因

2、素具有非常重要的作用。本文在前期研究的基礎(chǔ)上，研究、分析了負(fù)載情況下，非線性摩擦和電流熱效應(yīng)等因素對關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗的影響，建立關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)非線性摩擦的動(dòng)力學(xué)模型，并基于最優(yōu)控制的相關(guān)理論及方法，解算機(jī)械臂在點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制模式下的最優(yōu)角速度和電流函數(shù)。在Mathematica中，通過參數(shù)仿真，進(jìn)一步明確各參數(shù)變量對關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗的影響。
　　 通過建立直流關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，研究直流電機(jī)的雙閉環(huán)控制策略。以解算出來的最優(yōu)角

3、速度函數(shù)為基礎(chǔ)，采用單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制算法設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速控制器，采用工程設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了電流控制器。在Matlab/simulink環(huán)境下建立了直流伺服系統(tǒng)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，并與常規(guī)PID控制算法設(shè)計(jì)的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了對比分析。
　　 基于軟測量技術(shù)，明確了軟測量工程實(shí)現(xiàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，分析了基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗軟測量的方法;并利用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱函數(shù)，針對兩種情況下關(guān)節(jié)能耗的樣本數(shù)據(jù)，通