基于PLC技术的重载混联式液压机械臂运动优化控制方法研究

重载混联式液压机械臂运行在复杂多变的工作环境下,高负荷运行需要稳定的运动控制。针对重载混联式液压机械臂可变工况下运动控制失稳现象,在液压机械臂系统结构和动力学分析的基础上,对液压机械臂的模块间通讯进行优化,构建了基于CANopen的分布式通讯结构;利用PLC作为运动优化控制技术,设计了双闭环的运动控制策略;在真实模拟的重载混联式液压机械臂运动控制试验环境中验证控制方法的可靠性。实验结果分析可以看出,该控制方法能够快速的提升重载混联式液压机械臂运动稳定性和动态响应能力。     

液压机械臂驱动关节的非线性摩擦力自适应补偿控制

液压机械臂在重载任务中至关重要,但在精细化作业中却普遍存在“力量够大、精细不足”的问题。无论采用全自主还是半自主的作业方式,精密运动控制都是实现精细作业的首要基础。液压机械臂多采用液压缸直动推动关节转动的非线性驱动关节构型,摩擦分别来自液压缸和转动轴,但现研究大多忽略直动摩擦而仅考虑转动摩擦,因而运动控制中的摩擦补偿不到位。建立了面向模型补偿控制的液压机械臂非线性驱动关节动力学模型,全面考虑液压缸和转动轴的摩擦特性,进而提出摩擦补偿控制方法。结合基于最小二乘的在线参数自适应律,设计了直接/间接自适应鲁棒控制器。最后开展多组仿真对比,验证所提控制方法对液压机械臂驱动关节控制精度的提升效果。     

基于电液混合串联式机械臂末端力柔顺性控制研究

基于传统串联式机械臂末端采用位置伺服控制,纯位置控制无法满足末端与外界环境柔性接触,尤其是串联式焊接机器人末端接触力一旦过大,容易造成末端受损,就这一问题提出了一种位置内环阻抗外环的柔顺性控制方法.首先,建立串联式机械臂D-H坐标法则,对机械臂进行运动学分析;其次,设计了串联式机械臂柔顺性控制算法,内环采用前馈PID位...     

基于非线性微分方程的机械臂运动位置控制方法

针对当前机械臂运动位置控制方法存在机械臂关节节点位置的跟踪效果差和机械臂运动位置控制能力差的问题,提出基于非线性微分方程的机械臂运动位置控制方法。首先对机械臂动力学进行分析,获取内部三连杆结构作用原理和机械臂动力学目标函数,再利用坐标求权矩阵重构机械臂动力学目标函数,获取机械臂相关的非线性微分方程,将非线性微分方程的输出结果,即机械臂动力学参数代入 CPG 神经网络中,构建机械臂运动控制模型。实验结果表明,所提方法的械臂关节节点位置跟踪效果好、机械臂运动位置控制能力强。     

基于PLC的液控分拣机械臂设计与研究

随着科学技术水平的提高,机械臂逐渐代替人力应用于工业生产中,实现货物的装卸、搬运及分拣等工作。传统球坐标机械臂由于承受自重及货物负载,导致转动角度及控制精度较差。对此,基于传统球坐标机械臂及PLC控制原理,设计了新型五自由度液控机械臂。该机械臂以液压为驱动力,通过PLC控制程序实现对机械臂的运动控制,完成生产线中物料的自动分拣,其应用大幅降低了人工劳动强度,提高了生产效率。     

PLC在智能浇花机械臂控制系统中的应用

介绍了PLC控制的未来家庭智能浇花系统的设计原理，该系统利用PLC控制4个步进电机带动4个臂，完成精确定位，花位喷水等一系列动作。     

危险品处理机械臂液压关节运动分析

以危险品处理机械臂液压驱动关节为研究对象,基于电液比例技术对液压驱动关节控制系统作理论分析与建模,以小臂关节为例研究了液压缸活塞杆与关节运动传递关系.从液压驱动关节比例控制原理出发,依据阀控液压缸工作动态方程,得到活塞杆速度与阀芯位移以及机构位置的确定关系.仿真结果证明了液压缸活塞直线运动与关节旋转运动之间的非线性传递关系,并指出了它们位移、速度之间特定的约束关系,为机械臂的运动轨迹规划与控制奠定了基础.     

搬运机器人六自由度液压机械臂研究

随着采用机器人实现搬运的技术已经逐渐成熟,搬运机器人的研发投入也在不断加大。本文对搬运机器人六自由度液压机械臂进行了设计,首先选取了适合多自由度的连杆结构进行结构设计,然后确立了机械臂基本构型与尺寸,完成了机械臂的受力分析与液压系统原理图的绘制,并对驱动元件进行选型,最终设计为一款全液压驱动的机械臂。本文旨在研究设计出针对矿用物料具有自动抓取、搬运、码放等功能的机器人,实现对矿上井下重载物料的安全高效搬运。     

利用PLC灵活控制液压设备的运动

为了使液压实验台执行件能实现运动速度、方向的自动改变,并使执行件具有多种运动形式,研究了利用微型计算机、PIE控制液压执行件的技术方案,灵活控制了液压执行件的运动,显著提高了"液压传动"课程和"电气控制与PLC应用"课程的综合教学效果,所采用的技术方案对多种机械运动及其控制系统的设计具有参考作用.     

PLC控制液压设备执行元件方向及速度分析

液压系统中执行元件运动的方向和速度控制有着非常重要的意义。在传统的液压系统中采用的是机械装置来实现对执行元件的控制,但是这样的控制方式较为复杂且灵活性不高。该文论述的是利用PLC对执行元件进行控制,不但灵活性高且能实现对执行元件复杂动作的控制。     

车载液压机械臂的柔性补偿策略研究

针对车载机械臂在重载长行程工作条件下由于机械臂柔性引起的末端定位问题,建立了机械臂的柔性误差模型,将该误差模型引入机械臂末端位姿实时控制中,提出了一种提高末端定位精度的柔性误差补偿策略,从而有效地提高了机械臂的末端定位精度.     

液压柔性机械臂奇异摄动法控制

将液压柔性机械臂系统分为相互耦合的两个部分，即柔性机械臂和液压伺服驱动系统，并通过一个驱动Jacobian矩阵构建其耦合关系。将作用于机械臂上的力视为一虚拟输入，运用奇异摄动法将柔性机械臂的模型分解为快慢两个子系统，其中慢变子系统控制器完成对期望轨迹的跟踪，而快变子系统控制器抑制柔性臂的振动。在此基础上，采用反演控制设计方法，得到液压伺服阀的位移控制律，使液压油缸的实际输出力完全满足柔性臂所需要的驱动力。数字仿真的结果验证了设计控制器的正确性和有效性。     

液压凿岩机器人机械臂轨迹规划研究

针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法.构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规划.搭建机械臂液压系统运动轨迹跟踪仿真模型,获取仿真环境下多液压缸协同控制的运动规律,根据不同轨迹曲线...     

管柱移运机械臂液压系统仿真

管柱移运机械臂是新型不压井作业装置系统中的一部分,其作用是将水平管柱起升至垂直位置或其逆过程.针对机械臂液压系统的性能要求,对大臂起升过程进行分析并将其简化为阀控非对称缸和定量泵-溢流阀等液压单元,建立系统结构模型.基于AMESim软件搭建大臂起升系统的仿真模型并进行变参数仿真试验.对试验结果进行分析,从而掌握液压系统的动态特性及系统参数随时间的变化情况,为系统的优化及实际液压系统的搭建提供了理论支持.     

某机械臂液压伺服系统异常原因剖析

为解决机械臂启动时异动和液压系统压力超高的问题,对其所有可能影响因素进行逐一分析.通过分析液压系统原理、关节动作对比、液压介质变化计算,指出异常现象是液压系统原理不合理、液压介质物理性质改变等3种因素共同作用的结果.针对以上影响因素,提出选用热膨胀性小的液压介质、增加加热/冷却系统、增加截止阀等完善液压系统,提高机械臂...     

液压机械臂控制系统的改进研究

针对矿井井筒施工中采矿液压伞钻钻孔位置和姿态调整过程自动化程度低的问题,改进了传统液压系统的控制方式,对动臂油缸和钻臂油缸进行了闭环控制.为减弱机械臂位姿变化时变负载对系统动态性能影响,设计信号校正控制模块,建立阀控液压缸数学模型,使用MATLAB中的SIMULINK仿真模块构建信号校正控制模块仿真模型.根据已有产品参...     

基于自适应阻抗控制的大负载液压机械臂柔顺控制

针对大负载液压机械臂的柔顺作业问题,提出了一种自适应阻抗控制算法进行机械臂柔顺控制。算法根据六维力传感器测量的接触力信息和机械臂末端位置信息,对环境刚度和环境位置实时估计。根据环境刚度和环境位置的估计值,对机械臂的参考轨迹进行修正,实现自适应阻抗控制,以达到更佳的力控效果。开展了液压机械臂管道搬运实验,进行自适应控制算法性能验证。结果表明,相较于传统的阻抗控制算法,机械臂采用自适应阻抗控制算法能够获得更好的力控性和柔顺性。     

搬运机械臂液压系统设计和元件选型研究

液压系统具有配置参数高、运行效能高、应用便捷、简易控制等优势,加强搬运机械臂相关液压系统研究具有重要意义。文章先分析了搬运机械臂液压系统设计,然后介绍了搬运机械臂液压系统的元件选型,以期为相关人员提供有效参考。     

液压驱动机械臂的轨迹规划

提出了一种基于液压驱动的机械臂轨迹规划方法。在对n自由度机械臂进行基于C空间的无碰撞轨迹规划后,根据液压驱动机械臂的特性,并在对机械臂运用ADMS进行运动求逆的基础上,采用抛物线过渡线性插值算法对液压缸进行了运动优化,得到了基于无碰撞的优化轨迹。仿真及实装试验结果表明,所规划的运动轨迹符合各项性能指标,同时也验证此方法是有效的。