【摘 要】
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谐波减速器作为机器人关节的传动机构之一,它的广泛应用使机器人的关节中普遍存在柔性。因此,对于柔性关节机器人的研究有着十分重要的意义,近些年柔性关节机器人也成为研究
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谐波减速器作为机器人关节的传动机构之一,它的广泛应用使机器人的关节中普遍存在柔性。因此,对于柔性关节机器人的研究有着十分重要的意义,近些年柔性关节机器人也成为研究热点之一。学习控制作为智能控制中的一种,近年来受到国内外学者的广泛关注。本文以本实验室研制的柔性关节机器人为研究对象,尝试将学习控制方法应用到柔性关节机器人的位置控制中,实现机器人的高精度控制。本文的主要内容如下：首先,基于5点假设,建立了柔性关节机器人动力学模型。在模型的基础上分析了柔性关节机器人的运动学和动力学特性,并对影响柔性关节机器人连杆运动定位的若干因素进行了仿真研究。其次,基于电机位置模式,设计了PD控制、PID控制、PD+计算角度补偿控制和重复学习控制等4种控制器；基于电机速度模式,设计了PD控制和重复学习控制两种控制器。通过仿真验证了上述方法的可行性,对比各种控制方法的控制效果表明了重复学习控制的优越性。再次,设计了柔性关节机器人驱动控制系统的软硬件,完成了驱动控制系统硬件和软件的设计与调试,使整个机器人系统具备了驱动、传感、控制、数据采集等功能,并可以按照规定的控制方法完成机器人连杆位置控制过程。最后,搭建了柔性关节机器人实验平台。针对影响机器人连杆运动定位的几个因素进行了实验研究,并利用实验平台验证了基于电机速度调节的PD控制算法和重复学习控制算法的有效性。通过将实验结果与仿真结果相比较,研究了控制算法的理论与实际差别。
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