基于動(dòng)力學(xué)的移動(dòng)焊接機(jī)器人建模與焊縫跟蹤研究.pdf

1、　　焊接技術(shù)的自動(dòng)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(jī)器人焊接已經(jīng)成為焊接技術(shù)自動(dòng)化的主要標(biāo)志。移動(dòng)焊接機(jī)器人靈活性高、活動(dòng)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(dòng)焊接機(jī)器人具有非完整約束，而且在運(yùn)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(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)出發(fā)，考慮不確定性因素的影響，設(shè)計(jì)了焊縫跟蹤控制器，以期提高移動(dòng)焊接機(jī)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(jī)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(dòng)焊接機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程?；?Lagrange 法建立了移動(dòng)焊接機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程。
　　2根據(jù)建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型設(shè)計(jì)運(yùn)算法則。在移動(dòng)焊接機(jī)器人控制器設(shè)計(jì)中引入非完整約束條件來限制橫向滑動(dòng)的大小，避免轉(zhuǎn)動(dòng)瞬心的坐標(biāo)超出機(jī)器人的軸距，以保證機(jī)器人的穩(wěn)定性?；谶\(yùn)動(dòng)學(xué)振蕩器的構(gòu)想，設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)學(xué)控制法則；考慮不

3、確定動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響，采用backstepping算法推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)控制法則。根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性判據(jù)驗(yàn)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(jì)的控制算法是穩(wěn)定、收斂、有效的。
　　3以移動(dòng)焊接機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型和設(shè)計(jì)的動(dòng)力學(xué)控制法則為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了基于單層神經(jīng)元的移動(dòng)焊接機(jī)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(shí)驗(yàn)和比較，結(jié)果表明，在條件完全相同的情況下，加