使用ADAMS和MATLAB實(shí)現(xiàn)Stewart并聯(lián)機(jī)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(jī)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(yùn)用聯(lián)合仿真技術(shù)對(duì)Stewart并聯(lián)機(jī)器人位置的模糊PID控制性能進(jìn)行仿真。通過(guò)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(shí)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(shí)為0,在0.05 s時(shí)迅速上升,最后穩(wěn)定在0.08附近。
由上、下兩個(gè)平臺(tái)和六個(gè)可伸縮的支腿通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而成的具有六自由度運(yùn)動(dòng)能力且能夠模擬空間各種位姿運(yùn)動(dòng)的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)最初被設(shè)計(jì)用作飛行員的飛行模擬器。由于這種機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比具有精度高、剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)特性好、反解易獲得等優(yōu)點(diǎn),其逐漸在航空航天、天文觀測(cè)、汽車工業(yè)、隔振平臺(tái)、高檔數(shù)控機(jī)床以及起重運(yùn)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(jī)械、電機(jī)(或液壓)驅(qū)動(dòng)、控制、傳感等多學(xué)科再加上其運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的多解性,使得Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)在仿真建模和實(shí)際應(yīng)用中并不容易。特別是在對(duì)Stewart平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制器設(shè)計(jì)時(shí),需要對(duì)平臺(tái)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,以此來(lái)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。而在運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算過(guò)程中存在大量的數(shù)值計(jì)算和矩陣計(jì)算,形式繁瑣且容易出錯(cuò),不利于工程實(shí)際應(yīng)用。為了解決這個(gè)問(wèn)題,本文采用ADAMS建立Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的模型,基于MATLAB建立模糊PID控制器模型,通過(guò)聯(lián)合仿真對(duì)Stewart并聯(lián)機(jī)器人的控制參數(shù)進(jìn)行整定,對(duì)其性能進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),此種方法由于基于商用軟件,因此具有簡(jiǎn)單、不涉及復(fù)雜的理論和公式的優(yōu)點(diǎn)
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