一种3自由度并联柔索驱动柔性操作臂的建模与控制

›› 2005, Vol. 41 ›› Issue (6): 60-65.

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一种3自由度并联柔索驱动柔性操作臂的建模与控制

隋春平;张波;赵明扬;刘红军

中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室

发布日期:2005-06-15

MODELING AND CONTROL OF A 3-DOF PARALLEL WIRE DRIVEN FLEXIBLE MANIPULATOR

Sui Chunping;Zhang Bo;Zhao Mingyang;Liu Hongjun

Robotics Laboratory, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Science

Published:2005-06-15

摘要/Abstract

摘要： 以一种3自由度并联柔索驱动机器人为研究对象，研究这种并联柔性系统的控制规律。考虑到运动描述的唯一性及易测性，取约束关节的位置作为广义关节变量，用以描述操作臂的运动状态。在此基础上分析了操作臂的运动学和静力学关系，建立了并联柔性系统的动力学模型。然后，以轨迹控制为目标，分别基于刚性模型和柔性模型设计控制器，并对系统的性能进行分析和仿真。结果表明：基于刚性模型控制器的性能较差，而基于柔性模型的奇异摄动方法则可以获得较好的控制效果。

关键词: 并联柔索驱动, 二时标控制, 奇异摄动, 柔性机器人

Abstract: The control law of this kind of parallel flexible system is studied based on a 3-DOF parallel wire driven robot. In order to uniquely determine and easily measure the states of the manipulator, the variables of the constraint joints are used for describing the motion of the manipulator. Then, the kinematics and statics of the manipulator are studied, and a dynamic model of this parallel flexible system is established. Based on this model, the tracking control is studied. The controller is designed respectively based on a rigid model and the flexible model, and the performances of the controllers are analyzed, too. Finally, a simulation is made, and the results show that the performance of the rigid controller is bad, while the singular perturbation controller based on flexible model has good performance.

Key words: Flexible robot, Parallel wire driven, Singular perturbation, Two-time-scale control

中图分类号:

TP24

隋春平;张波;赵明扬;刘红军. 一种3自由度并联柔索驱动柔性操作臂的建模与控制[J]. , 2005, 41(6): 60-65.

Sui Chunping;Zhang Bo;Zhao Mingyang;Liu Hongjun. MODELING AND CONTROL OF A 3-DOF PARALLEL WIRE DRIVEN FLEXIBLE MANIPULATOR[J]. , 2005, 41(6): 60-65.

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一种3自由度并联柔索驱动柔性操作臂的建模与控制

MODELING AND CONTROL OF A 3-DOF PARALLEL WIRE DRIVEN FLEXIBLE MANIPULATOR

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