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多轴系统同步控制技术

杨亚辉  
【摘要】: 高精度的机器人运动不仅需要每单个执行机构运动的位置的准确,而且需要所有执行机构的运动同步。目前大部分传统的机器人控制器中,每单个执行机构并不从其它执行机构接收信息。在执行机构中间由于缺少同步协调性就会降低系统的整体性能。另外由于在系统各执行机构中缺少同步协调性而引起执行机构受力不平衡,从而导致系统执行机构的过度磨损。多轴系统同步控制技术为上述协调同步问题提供了解决方案,将同步控制技术应用于机器人的控制器设计中具有十分重要的意义。 本文首先介绍了多轴系统同步控制的发展概况和同步控制在机器人上的应用,然后对机器人的有关数学知识进行了阐述,紧接着探讨了机器人系统同步控制器的设计,分别设计了机器人系统同步协调控制器、机器人系统同步协调自适应控制器、多机器人非线性同步协调自适应控制器以及多机器人非线性滑模同步控制器。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了所提出的控制算法能够保证闭环系统的全局渐近稳定性。数值仿真验证了所提出控制方法的有效性。同时,第五章系统地比较了几种常用同步控制策略的优劣。最后,第六章对全文做了总结概述。


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