考慮關(guān)節(jié)非線性的串聯(lián)雙連桿機(jī)械臂工業(yè)機(jī)器人運動控制
關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)非線性 雙連桿 機(jī)械臂 工業(yè)機(jī)器人
摘要：當(dāng)前,導(dǎo)致多軸工業(yè)機(jī)器人軌跡跟蹤誤差的主要非線性因素是各軸上的關(guān)節(jié)非線性和不同軸間的動力學(xué)耦合效應(yīng)。對此,提出了一種考慮關(guān)節(jié)非線性的串聯(lián)雙連桿機(jī)械臂模型的工業(yè)機(jī)器人運動控制方法。構(gòu)造了機(jī)械臂運動學(xué)和動力學(xué)模型,提出了一種參數(shù)化建模方法,將連桿的非線性剛度和摩擦力直接辨識為關(guān)節(jié)非線性,并將該方法應(yīng)用于具有低頻振動特性、對軌跡性能具有重要影響的典型多軸工業(yè)機(jī)器人的串聯(lián)雙連桿臂,再現(xiàn)串聯(lián)雙連桿機(jī)械臂的運動狀態(tài),通過數(shù)值模擬和實驗對比,驗證了該方法的有效性。采用含可變陷波濾波器的反饋閉環(huán)控制和動態(tài)前饋補(bǔ)償2自由度控制兩種控制方案,提高機(jī)械臂軌跡跟蹤和殘余振動抑制的性能。結(jié)合4種不同運動形式,開展實驗研究,與常規(guī)PI軌跡跟蹤控制方法進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明,采用具有可辨識雙連桿動力學(xué)模型和帶可變陷波濾波器反饋閉環(huán)回路的2自由度控制方案能夠提高軌跡追蹤和殘余振動抑制性能。
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