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具有可锁机构的3RPS机械手运动轨迹控制研究
【作者】张彬 林红先
【关键词】 3RPS; 轨迹控制; 简化建模; 仿真;
【摘要】3RPS并联机械手与串联机构相比,具有更高的灵活性和精度,现有大部分研究对象结构复杂,增加了研究的难度。本文建立可锁机构的3RPS机械手系统数学模型,实现运动轨迹有效控制,并对控制模型进行了验证。通过建立可锁机构3RPS机械手简化模型,建立系统反向运动学方程;同时分析系统动力学,得到反向及正向动力学方程,求得机械手运动轨迹,在此基础上构建了可锁机构的3RPS机械手控制器。为了验证建模方法的有效性,分别在可锁机构的机械手系统模型上进行PD控制器和增广PD控制器运动轨迹仿真测试。结果显示:在增广PD控制器控制下,杆长和线绳驱动力的变化与所建模型理论计算值吻合度较高。此外,PD控制器下系统运动轨迹误差最大12.2 mm,增广PD控制器下系统运动轨迹误差最大5.7 mm,增广PD控制器在性能指标上优于PD控制器,并证明本文所提出的数学模型在增广PD控制器下能够实现对运动轨迹精确控制。
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