论文部分内容阅读
随着时代与技术的发展,机器人技术得到了越来越多的关注。在一些如汽车等制造业中,大多数的工序都由机器人完成。但是这些机器人多采用位置、速度控制。只能完成一些简单的定点搬运、喷漆、焊接等任务,对于需要与环境进行交互的任务却束手无策。本文主要针对轴孔装配问题进行研究。结合1985年Hogan提出的阻抗控制算法,提出了基于阻抗控制算法的轴孔装配任务的方案,并对传统阻抗控制算法进行相应的改进,使机械臂在完成装配任务时控制效果得到改善。其主要工作内容包括以下几个方面:(1)本文首先对阻抗控制算法的原理和特点进行了详细的论述。推导了用于机械臂的阻抗控制律。(2)建立机械臂阻抗控制仿真实验平台,通过设置不同的阻抗控制参数的值和环境变量的值,观察并分析机械臂与环境交互时的仿真结果,得出阻抗控制参数的调整规律和环境变量对机械臂控制性能的影响规律。并据此提出了一种基于模糊控制调节刚度参数的阻抗控制算法,通过仿真实验论证该算法可以根据不同的环境参数合理的改变阻抗参数,从而使得机械臂在与环境交互时控制性能得到优化。(3)本文对基于阻抗控制算法的机械臂轴孔装配过程进行Simulink仿真,通过对轴孔装配各个阶段机械臂末端执行器的受力情况和运动情况进行分析,通过合理的调整阻抗参数,使机械臂的运动轨迹和力控制都达到轴孔装配各个过程的的要求。仿真结果验证了阻抗控制算法对轴孔装配任务的可行性。(4)针对轴孔装配过程中从动运动阶段提出了一种改进的阻抗控制策略,该控制策略通过对机械臂末端受力进行PID补偿,使机械臂在从动运动阶段末端受力的控制效果得到改善,并通过仿真实验进行验证。(5)对基于阻抗控制的机械臂轴孔装配过程不足之处作出总结,对完善轴孔装配任务提出了下一步研究的方向。