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2自由度门式起重机器人的轨迹控制

机械设计与研究 2010年第3期26卷 23-28页

作者：郑亚青吴建坡华侨大学机电及自动化学院泉州362021 厦门大学航空系厦门361005

为了解决2自由度门式起重机器人系统的吊运轨迹精确跟踪控制和反晃动的有效消除,在建立其非线性动力学模型的基础上,详细分析其所呈现的微分平坦性,指出这种微分平坦性对精确轨迹的生成带来了很大的便利;接着分析了其前馈控制器和基于... 详细信息

为了解决2自由度门式起重机器人系统的吊运轨迹精确跟踪控制和反晃动的有效消除,在建立其非线性动力学模型的基础上,详细分析其所呈现的微分平坦性,指出这种微分平坦性对精确轨迹的生成带来了很大的便利;接着分析了其前馈控制器和基于微分平坦性的反馈轨迹跟踪控制器,指出其具有微分平坦性的动力学系统是非线性的,故其所对应的状态方程是非线性的,但可通过状态变换实现无反馈精确线性化,从而得到一个完全能观完全能控的线性系统;若对该线性系统施加一个误差线性反馈器,就得到输出解耦的闭环系统,这样通过调整反馈增益可使吊具的轨迹误差实现全局渐近收敛;仿真结果验证了理论研究结论的正确性,同时表明吊具在低速运动时,摩擦对起重机器人系统的驱动力输入的影响不大。

关键词： 2自由度起重机器人微分平坦性

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吊装绳牵引并联起重机器人的建模分析

华侨大学学报（自然科学版） 2009年第5期30卷 496-501页

作者：郑亚青华侨大学机电及自动化学院福建泉州362021

提出一种6自由度的绳牵引并联起重机器人,以取代现有的轨道吊.通过对绳牵引并联起重机器人进行构型配置并建模后发现,其动力学系统是具有8个输入量、6个状态量和输出量的冗余驱动的非线性系统.将非正则反馈线性化控制器引入到该系统中,... 详细信息

提出一种6自由度的绳牵引并联起重机器人,以取代现有的轨道吊.通过对绳牵引并联起重机器人进行构型配置并建模后发现,其动力学系统是具有8个输入量、6个状态量和输出量的冗余驱动的非线性系统.将非正则反馈线性化控制器引入到该系统中,得到一个线性化的系统.选择适当的输入控制律,即可得到一个关于轨迹误差的二阶常微分方程.在选择合适的反馈增益的基础上,可实现渐近稳定的吊运轨迹跟踪控制.仿真结果表明,吊具在x和y方向上的轨迹的稳态误差为零,但在z方向上的轨迹始终存在一个固定的稳态误差,必须通过改进系统的控制器来解决.

关键词：集装箱吊装轨道吊绳牵引并联起重机器人

3种构型的6自由度绳牵引门式起重机器人的运动学位置逆解分析

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华侨大学学报（自然科学版） 2012年第2期33卷 125-128页

作者：于兰郑亚青华侨大学机电及自动化学院福建厦门361021

借助Matlab软件,通过运动学逆解分析3种不同构型配置的6自由度起重机器人机构的运动学欠约束问题.研究结果表明:对3根绳牵引的6自由度起重机器人机构构型的改进中,3根主梁互相平行的机构是运动学位置逆解欠约束的,而其他两种机构的约束... 详细信息

借助Matlab软件,通过运动学逆解分析3种不同构型配置的6自由度起重机器人机构的运动学欠约束问题.研究结果表明:对3根绳牵引的6自由度起重机器人机构构型的改进中,3根主梁互相平行的机构是运动学位置逆解欠约束的,而其他两种机构的约束是充分的,改进的机构不都是运动学约束充分的.

关键词：绳牵引起重机器人欠约束位置逆解

一种3根绳牵引的6自由度起重机器人的机构设计、分析与控制

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一种3根绳牵引的6自由度起重机器人的机构设计、分析与控制

作者：于兰华侨大学

学位级别：硕士

并联机器人已成为机器人学的一个研究领域。3根绳牵引的6自由度起重机器人是特殊的绳杆混合起重机器人，有着潜在的应用前景，但是目前对其的研究尚未成系统，只有少数学者在从事对3根绳牵引的6自由度起重机器人的机构改进和吊具的轨迹... 详细信息

并联机器人已成为机器人学的一个研究领域。3根绳牵引的6自由度起重机器人是特殊的绳杆混合起重机器人，有着潜在的应用前景，但是目前对其的研究尚未成系统，只有少数学者在从事对3根绳牵引的6自由度起重机器人的机构改进和吊具的轨迹跟踪控制策略，已取得了一些研究成果。基于此，本文将对前人提出的3根绳牵引的6自由度起重机器人的机构构型和新设计的该类起重机器人的机构构型分别进行广义运动学位置逆解分析，探索这些机构构型的设计是否合理;另外，针对3根绳牵引的6自由度起重机器人的轨迹跟踪的控制策略，本文将进行基于摩擦补偿的轨迹跟踪控制策略的研究和基于系统微分平坦性的轨迹跟踪控制策略的研究工作，从理论上探索该类起重机器人的有效的吊具的轨迹跟踪控制策略;另外本文还进行实验样机建造与轨迹控制实验的部分工作。对3根绳牵引的6自由度起重机器人，本文主要的研究内容如下：1．在前人提出的3根绳牵引的6自由度起重机器人的改进的机构构型的基础上，新的机构构型被设计。2．对3根绳牵引的6自由度起重机器人进行系统建模（侧重于动力学建模），对前人提出的改进的机构构型和本文设计的机构构型进行广义运动学位置逆解分析研究，探索机构的约束性是否充分，从这个角度指出该类起重机器人的改进的机构和新设计的机构的合理性。3．对于吊具的轨迹跟踪控制策略，本文进行基于动态摩擦补偿的控制策略的研究，并对2自由度门式起重机器人进行实例仿真验证轨迹跟踪控制策略的有效性。4．对3根绳牵引的6自由度起重机器人进行基于微分平坦性的轨迹跟踪控制理论推导，并通过实例仿真来验证控制策略的可行性。5.搭建实验样机和开展轨迹控制实验的部分工作。最后，本文对尚未完善的研究进行总结，指出今后的研究方向。

关键词：绳牵引起重机器人构型设计摩擦补偿微分平坦性轨迹跟踪

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二自由度门式起重机器人控制系统硬件的选择

起重运输机械 2012年第4期 54-57页

作者：郑飞杰郑亚青华侨大学机电及自动化学院厦门361021

为了解决二自由度门式起重机器人的吊运轨迹精确跟踪控制和反晃动的有效消除,在前人研究结果和建立其非线性动力学模型的基础上,运用基于模糊PID的轨迹跟踪控制方式可达到要求。基于这样的实验要求选择系统软硬件,在选定Matlab/Simulin... 详细信息

为了解决二自由度门式起重机器人的吊运轨迹精确跟踪控制和反晃动的有效消除,在前人研究结果和建立其非线性动力学模型的基础上,运用基于模糊PID的轨迹跟踪控制方式可达到要求。基于这样的实验要求选择系统软硬件,在选定Matlab/Simulink等软件的情况下,介绍了几种控制硬件,根据设计方案,选定了符合要求的控制硬件,即固高多轴运动控制卡GTS-X00-PV/PG-PCI来实现轨迹跟踪控制。

关键词：二自由度起重机器人 Simulink 控制卡

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创新引领，机械制造转型升级 010

创新引领，机械制造转型升级