四自由度碼垛機器人設(shè)計及其控制系統(tǒng)性能研究.pdf

1、碼垛機器人作為現(xiàn)代碼垛系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，它的操作范圍、碼垛速度、穩(wěn)定性等工作能力決定了整個碼垛系統(tǒng)設(shè)計的成敗。本文根據(jù)米袋碼垛系統(tǒng)的應(yīng)用確定碼垛機器人的工作空間范圍、碼垛能力等性能參數(shù)。 本論文中主要研究有五大部分內(nèi)容：一、根據(jù)大米生產(chǎn)流程，由米袋碼垛系統(tǒng)確定米袋碼垛系統(tǒng)中機器人的設(shè)計參數(shù)；二、四坐標(biāo)圓柱形機器人的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及關(guān)鍵零部件的選型與設(shè)計：三、通過對直流伺服電機控制特性分析，應(yīng)用PWM調(diào)速技術(shù)對直流伺服電動機調(diào)速，

2、本文設(shè)計了轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)電機調(diào)速系統(tǒng)及其參數(shù)，并建立轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)和控制模型；四、建立機器人機電控制模型，在Simulink環(huán)境下對機器人機電系統(tǒng)控制性能進行仿真。另一方面，利用SISO工具對位置伺服系統(tǒng)進行設(shè)計，通過與位置伺服系統(tǒng)的比例控制比較得出位置伺服系統(tǒng)PID控制的優(yōu)越性；五、利用MATLAB軟件仿真實驗，指出了傳動系統(tǒng)性能參數(shù)對四坐標(biāo)圓柱形機器人機電控制系統(tǒng)性能的影響。 本文在機器人機械設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)

3、計基礎(chǔ)上，討論了一些因素對機器人機電控制系統(tǒng)的影響。 1.通過對控制系統(tǒng)模型的MATLAB仿真分析，可知增大系統(tǒng)增益有利于增加系統(tǒng)的快速性，但會造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，因此需要選擇合適的系統(tǒng)增益以保證機電控制系統(tǒng)良好的控制性能。 2.根據(jù)控制系統(tǒng)模型的MATLAB仿真結(jié)果，分析了機器人機械參數(shù)(如負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量、系統(tǒng)阻尼比、系統(tǒng)剛度、傳動鏈誤差等)對控制系統(tǒng)的影響，得出結(jié)論：在保持機械系統(tǒng)剛度的情況下，盡可能減少負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量，