含闭环运动链的四自由度搬运机器人动力学建模及验证研究

• 作者: 张进 贠超 郭娟
• 来源期刊: 机电工程
• 学科: 工学
• 关键词: 动力学建模 仿真验证 斜对称矩阵法 PID位置控制 闭环运动链 搬运机器人
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 机械、仪表技术
• 页码范围: 1027-1032,1038
• 页数: 7页
• 分类号: TH113|TP242
• 字数: 6760字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4551.2019.10.004

摘要

针对重负载机器人在高速运行时容易出现关节驱动电机饱和、关节转矩特性呈现强非线性、不同关节转矩间呈现强耦合、定位残余振动和轨迹跟踪不稳定现象更加显著等问题,对有效解决这些问题所依赖的机器人动力学进行了研究.以含闭环运动链的四自由度重负载搬运机器人为研究对象,采用D-H法进行了运动学分析;提出了一种斜对称矩阵法,避免了矢量叉积和闭环运动链几何约束的重复运算,简化了微分运动学方程的推导过程;采用基于机器人系统能量的拉格朗日法,推导出了动力学模型的解析式;利用Matlab/Simulink对动力学模型的正确性进行了PID位置控制仿真验证.研究结果表明:所得动力学模型能够正确反映搬运机器人的动力学特性,为实验验证模型的正确性提供了参照曲线;所得模型解析式也为基于模型的机器人控制器设计提供了数学基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	贠超	北京航空航天大学机械工程及自动化学院	127	1706	24.0	36.0
2	郭娟	华北理工大学机械工程学院	4	3	1.0	1.0
3	张进	北京航空航天大学机械工程及自动化学院	1	0	0.0	0.0