基于模糊控制下多自由度機(jī)械手臂控制技術(shù)的研究.pdf

1、教學(xué)機(jī)器手臂集成了電氣、計(jì)算機(jī)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等知識(shí),一直是研究人員進(jìn)行算法研究、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)。教學(xué)機(jī)器手臂的靈活運(yùn)轉(zhuǎn)要6個(gè)自由度,目前部分高校研制的機(jī)器手臂中多為5自由度以下,這些機(jī)器手臂結(jié)構(gòu)過于簡(jiǎn)單、功能單一并且沒有開放性,大多無(wú)法實(shí)現(xiàn)仿生等高級(jí)功能。
　　本文針對(duì)當(dāng)前教學(xué)機(jī)器手臂的缺點(diǎn),秉承開放式設(shè)計(jì)的思想,即機(jī)械結(jié)構(gòu)開放、控制系統(tǒng)開放、軟件開放,提出一種六自由度機(jī)器手臂的設(shè)計(jì)方案。該機(jī)器

2、手臂采用全鋁合金材質(zhì)和獨(dú)立的6關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),通過末端執(zhí)行器的傳感器可實(shí)現(xiàn)仿生功能,涉及機(jī)械、控制、傳感器和計(jì)算等方面的知識(shí)教學(xué),且進(jìn)行算法研究等。
　　本文設(shè)計(jì)的機(jī)器手臂采用直流伺服電機(jī)同精密諧波減速器配合驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),具有精度高、控制性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。機(jī)器手末端執(zhí)行器采用步進(jìn)電機(jī)同渦輪蝸桿減速器配合控制,其大堵轉(zhuǎn)力矩利于抓取物體,通過設(shè)定的電阻應(yīng)變計(jì),可測(cè)量抓取力大小,實(shí)現(xiàn)仿生功能。同時(shí)還對(duì)機(jī)器手臂設(shè)計(jì)了必要的保護(hù)措施

3、,確保機(jī)器手臂工作安全。
　　針對(duì)機(jī)器手臂運(yùn)動(dòng)具有非線性等特點(diǎn),采用了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,論文闡述了控制算法的實(shí)現(xiàn)方法,并通過Matlab進(jìn)行了仿真,得到了較好的控制性能。同時(shí)用VC++編程軟件、OPenGL三維技術(shù)等設(shè)計(jì)了控制軟件,采用簡(jiǎn)單明了的自定義語(yǔ)言進(jìn)行編程輸入,從而實(shí)現(xiàn)用戶的不同控制用途。其開放的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),方便于采用不同控制算法的二次開發(fā)。最后對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械手臂和控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際操作測(cè)試,結(jié)果表明,該教學(xué)用機(jī)器手臂精度完