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    機械手機構運行仿真與優化

    發表時間:2015-02-14 22:09 閱讀:
    機械手
        機械手要達到最佳的運行狀態,需要對機械手整體結構的各個組成部分進行優化。
        機械手的非線性約束優化問題是指目標函數為決策變量的非線性函數,約束條件為決策變量的等式或不等式構成的優化問題?,F在考慮機械手的可調節支撐來確定角度約束問題??烧{節支撐主要是用在連接機械手前臂和中臂,用以起到機械手的支撐定位作用;通過調節可調支撐的不同長度,能夠調節機械手中臂與前臂之間的角度,并確定機械手爪所需的安裝角。因為不同的機床、不同的工件、不同的軌道位置,所需要的夾角是不一樣的;通過機械手的可調支撐結構,可以大大增加機械手的通用性能。
        機械手的部件2與部件3連接采用螺紋連接,需要調節時調節旋轉螺母3,由于旋轉螺母3所在的軸固定且是螺紋連接,所以使得螺桿2需要向左或向右沿軸向移動,來調節所需的長度,當調節后能夠滿足要求時擰緊螺栓固定。首先需要通過選擇反饋矩陣K,將機械手控制的閉環系統極點配置在預期位置,以達到需求的極限定位精度,實現快速有效的定位。
        然后利用機械手的狀態反饋設計,閉環系統的特征方程求解反饋增益矩陣K=[K1,K2,Kn],反饋增益矩陣K是由期望的閉環極點確定, 而期望的閉環極點是由閉環系統的設計要求決定。理論上機械手配置極點的位置離虛軸越遠越好,但這不是絕對的,如果確定理想的特征值,需要通過進行試驗對比,才能確定反饋增益矩陣K,然后確定閥控擺動位置系統極點配置后的閉環傳遞函數G(s)。這為提高氣動機械手的魯棒性提供了一種思路。
        運用非線性約束優化技術建立了機械手的優化模型,確定最合理的尺寸結構,再用建立的仿真模型進行驗證,參考極點配置控制器的設計方法,確定機械手一些重要的設計參數,提高機械手的魯棒性,為下一步的機械手研究工作奠定了良好基礎。


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