使用ADAMS和MATLAB實現(xiàn)Stewart并聯(lián)機器人模糊自適應(yīng)PID控制器的仿真
資料介紹
為降低模型建立的難度,本文基于ADAMS建立了六自由度Stewart并聯(lián)機構(gòu)模型,并在模糊PID控制理論的基礎(chǔ)上建立了模糊PID控制器的Simulink控制方框圖,運用聯(lián)合仿真技術(shù)對Stewart并聯(lián)機器人位置的模糊PID控制性能進行仿真。通過研究得出,從最低升到最高處的階躍響應(yīng)的峰值響應(yīng)時間約為0.25 s,穩(wěn)態(tài)誤差小于0.01 m,其控制器比例系數(shù)在衰減后上升,最后穩(wěn)定在2.68附近,積分參數(shù)起時為0,在0.05 s時迅速上升,最后穩(wěn)定在0.08附近。
由上、下兩個平臺和六個可伸縮的支腿通過運動副連接而成的具有六自由度運動能力且能夠模擬空間各種位姿運動的Stewart并聯(lián)機構(gòu)最初被設(shè)計用作飛行員的飛行模擬器。由于這種機構(gòu)與傳統(tǒng)的串聯(lián)機構(gòu)相比具有精度高、剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強、運動慣量小、動態(tài)特性好、反解易獲得等優(yōu)點,其逐漸在航空航天、天文觀測、汽車工業(yè)、隔振平臺、高檔數(shù)控機床以及起重運載等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

由于在具體應(yīng)用中涉及機械、電機(或液壓)驅(qū)動、控制、傳感等多學(xué)科再加上其運動學(xué)正解的多解性,使得Stewart并聯(lián)機構(gòu)在仿真建模和實際應(yīng)用中并不容易。特別是在對Stewart平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制器設(shè)計時,需要對平臺相關(guān)的運動學(xué)、動力學(xué)參數(shù)進行計算,以此來為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論依據(jù)。而在運動學(xué)、動力學(xué)參數(shù)計算過程中存在大量的數(shù)值計算和矩陣計算,形式繁瑣且容易出錯,不利于工程實際應(yīng)用。為了解決這個問題,本文采用ADAMS建立Stewart并聯(lián)機構(gòu)的模型,基于MATLAB建立模糊PID控制器模型,通過聯(lián)合仿真對Stewart并聯(lián)機器人的控制參數(shù)進行整定,對其性能進行仿真設(shè)計,此種方法由于基于商用軟件,因此具有簡單、不涉及復(fù)雜的理論和公式的優(yōu)點
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