基于模糊PID控制的4-SPS/CS并联机器人运动控制的研究

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相比于串联机器人,并联机器人具有运动惯量小、无累积误差、结构稳定紧凑、承载力强等众多优点,因而得到学术界和工业界的广泛关注,逐渐成为研究热点。本文针对4-SPS/CS并联机器人的运动学、动力学和控制系统进行了研究。具体内容如下:  通过对4-SPS/CS并联机器人进行运动学分析,给出了运动学方程的逆解,求出了雅可比矩阵,为后面做准备。运用Lagrange方法,将机构分为动平台、驱动支链和恰约束从动支链3部分,分别进行动力学分析,建立了动力学方程。  通过分析PID控制和模糊控制的原理和特点,结合两种控制方法的优点,建立了模糊PID控制器,并在模糊PID+力偿控制算法的基础上建立了位置控制系统。  应用Matlab中的SimMechanics模块完成了该并联机器人的机械结构模型建立,通过Simulink模块建立了该并联机器人控制系统的仿真模型,并对位置控制系统进行了计算机仿真,验证了控制策略的有效性,能够保证该机构位置控制的精确性。  最后,结合4-SPS/CS并联机器人实验平台各部分的特点和功能,依据Clipper运动控制卡和系统软件的特点,给出了控制器在该平台的实现方法,并将其应用于实验平台,实现了对实验平台的运动控制。通过测试结果,证明了本文控制方法的有效性。为进一步的实验研究打下了理论和实验基础。
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