论文部分内容阅读
研制危险弹药处理机器人代替人工从事危险弹药处理作业,对于降低危险弹药处理难度,避免工作人员的伤亡,提高我军弹药处废的能力具有重大意义。
本文是在军队重点建设项目的支持下,以危险弹药处理机器人为研究对象和实验平台,在理论分析和工程实际相结合的基础上,开展了机械臂运动学、遥操作控制系统设计与实现、关节伺服控制策略等关键技术问题的研究,旨在为样机的试制提供有效的理论和技术解决方案,全文主要工作如下:
采用D—H法建立机器人的连杆坐标系,推导出机械臂的运动学方程,针对运动学方程的特点,结合工程实践经验,提出解析法和可行解估计法相结合的试探搜索算法进行逆运动学求解。实例验算和机械臂运动仿真分析都表明该方法的正确性。
针对样机试制中液压驱动关节动作响应慢、低速爬行、位置精度较低等棘手问题,采用机理建模法,推导控制系统的传递函数模型,经过理论计算和仿真分析得出:基于电液比例技术的液压驱动关节位置控制系统具有严重的非线性和时变特性、系统往往相位裕量有余而增益裕量不足、动态变化的外负载干扰制约了控制精度的提高。
从控制系统的功能需求出发,将分层递阶智能控制的思想应用于机械臂控制系统的设计过程中,确立了决策层、协调层、执行层三层机械臂控制系统架构,从控制层的角度对各层进行了任务划分与硬件设计,并简要分析了各层的控制流程。对机器人研制和调试过程中遇到的一些常见问题以及解决方案做了简单介绍。