一种串联式液压机械臂PLC运动控制方法研究

串联式液压机械臂是一个复杂的连杆控制机构，针对复杂多变的运行工况下串联式液压机械臂的运动控制精确化需求，在串联式液压机械臂工作原理和运动控制系统结构基础上，构建了PLC主从式控制系统图，并设计了PLC控制程序，优化了运动控制系统的标定参数，在搭建好的串联式液压机械臂运动控制实验台架中进行调试测试，最后实验结果表明该控制方法能够快速提高串联式液压机械臂的运动控制精度，提升运动控制系统的响应能力。     

基于动态规划算法的液压驱动机械臂运动控制研究

液压驱动机械臂运动控制系统是一种时变且强耦合的非线性控制系统，在面对复杂的作业场景中需要更为精确的运动规划，针对液压驱动机械臂运动控制系统运动轨迹控制精度问题，在液压驱动机械臂运动学模型基础上，对传感器输出信号进行双闭环平均值滤波处理，通过对机械臂逆运动学进行求解，采用动态规划控制算法对液压驱动机械臂进行运动轨迹的最优控制，最后在液压驱动机械臂集成测试环境中验证算法的可靠性和准确性，实验结果表明，采用动态规划算法能够快速提升液压机械臂的运动控制精确度，满足机械臂的实时控制需求。     

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。     

基于UG的液压机械臂建模与故障诊断方法研究

液压机械臂是智能化工业制造中不可或缺的重要机械装置,针对在复杂多变的工业应用情景下液压机械臂故障诊断效率下降的问题,在UG交互式建模系统中构建了液压机械臂的实体造型,明确相关性能参数,与此同时,构建了液压机械臂的运动学模型,设计了液压机械臂运动状态观测器,利用分段阈值故障诊断算法对不同工作状态下进行故障检测,最后,在构建的液压机械臂实验平台中验证故障诊断方法的有效性,实验结果表明,采用UG建模辅助方法和分段阈值故障诊断方法能够提升液压机械臂的故障诊断效率和精确度。     

基于关节速度的液压比例驱动工程机械臂位姿控制

为了解决液压驱动工程机械臂在实际工程作业中加装位置传感器会使得系统复杂,从而可靠性降低,以及在关节处位置闭环伺服控制会导致液压系统效率降低的问题,提出在比例液压油缸驱动的机械臂中用位姿闭环而非关节位置闭环构成机器人控制系统.使用惯性导航、激光雷达、视觉等获得机械臂末端姿态,通过机器人运动学逆解得到当前关节值,与目标关节...     

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...     

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。     

基于压电反馈驱动的液压柔性机械臂抑振方法

为了抑制大型双连杆液压柔性机械臂末端振动,以重载上、下料液压柔性机械手臂为研究对象,针对机械臂在运动过程中末端振动的现象,通过伺服液压系统-Euler Bernoulli梁模型、Lagrange方程和Jacobian矩阵,设计一种基于压电反馈驱动系统控制方法,利用机械臂末端搭载的压电敏感传输器、压电驱动器和反演控制设计方法,研究伺服液压缸运动振颤、液压缸与机械臂关节卡顿和机械臂杆件弹性振动对液压柔性机械臂末端振动的影响规律。仿真结果表明,该抑振控制方法稳定性较好,针对液压柔性机械臂能显著减小末端振动,缩短振动衰减时间,定位精度得到明显改善。     

机械臂的设计及其动力学仿真

所研究的机械臂是工业生产线上负责传送物料的装置，它是一种集机械、自动控制和液压传动为一体的机械系统。作者阐述了机械臂这类受控机械系统动力学计算的基本原理，运用机械系统动力学仿真软件ADAMS，建立了机械臂的机械与液压相互耦合及机械与控制相互耦合的动力学模型，获得了机械臂工作时各参数随时间的变化规律，对液压和控制子系统的动力学特性进行了计算和分析。     

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。     

基于动态规划的冗余机械臂液压驱动系统能量优化

冗余机械臂液压驱动系统在执行任务时,消耗能源比较严重,从而造成了资源浪费.对此,创建冗余机械臂液压驱动机构平面运动简图,采用负载传感系统控制液压泵排量.建立机械臂动力学模型,构造目标函数并添加约束条件,对动态系统进行离散化.采用动态规划算法对目标函数进行优化,搜索出最优调节控制策略.结合具体实例,采用Matlab软件对机械臂液压驱动系统能量消耗进行仿真.结果表明:机械臂液压系统采用动态规划算法优化后,其消耗的功率较小.采用动态规划算法优化冗余机械臂液压驱动系统,能够节约资源,提高液压驱动系统运动的稳定性.     

基于神经网络的液压柔性机械臂运动轨迹的跟踪控制

针对液压柔性机械臂在运动作业过程中,由于系统参数不确定、运动轨迹缺乏控制,导致运动失稳的情况,首先介绍了神经网络,结合柔性机械臂的高自由度特点选择适合的轨迹跟踪方法;其次,结合模糊神经网络图,对液压柔性机械臂系统进行参数化设计,利用其能跟踪轨迹误差的特点,结合一阶梯度法寻找液压柔性机械臂的运动期望位置;最后,在满足两个关节达到期望轨迹的同时,利用神经网络系统有效控制液压柔性机械臂的运动轨迹。实验表明,该智能网络方法具有更好的跟踪效果。     

车载碎石采集液压机械臂运动学分析

针对地震后地面上残留的大量碎石、铁片的清理问题,设计了一款装于履带底盘上,用于抓取地面上碎石、铁片的五自由度液压机械臂。以设计的液压机械臂为基础,采用有别于传统标准DH法的修正DH法搭建机械臂的运动学数学模型,分析机械臂的正运动学和逆运动学。在MATLAB中采用八点极限值的方法验证机械臂抓取可达性,利用蒙特卡洛法分析机械臂的运动空间,为之后液压机械臂的研究提供了理论依据。     

高速开关阀先导控制的液压缸位置控制系统建模与仿真研究

针对液压机械臂的液压驱动系统要求与计算机接口方便、反应迅速并有较强抗污能力的特点，设计了基于高速开关阀先导控制的液压缸位置控制系统，并建立了相应的数学模型。通过对系统的仿真和实验分析，论证了该系统的可行性。     

带电作业用非力反馈液压机械臂的设计

为了适应10kV配电线路带电作业的要求,研制了一种能够最大限度的满足现场作业环境要求的非力反馈液压机械臂.液压机械臂是可以进行远程遥控的、主从式7自由度液压机械臂,包括机械臂本体、主手、手持终端、主手控制器、液压伺服驱动器和液压供油系统.采用位置伺服控制方式,主从手是同型结构,从手可以完全跟随主手来运动,机械臂操作灵活、简单方便、持重大、自重小、性能稳定可靠.并在10kV配电线路上进行了试验,证明了所设计的体系结构的合理性和可行性.     

机械臂电液伺服系统双闭环稳定性控制方法研究

机械臂电液伺服系统是一种可控大功率输出、响应速度快的机电液控制系统，针对工业机械臂大功率高负载工况下机械臂电液伺服系统稳定性下降的问题，在机械臂电液伺服系统结构基础上，构建了电液伺服系统的扩张状态观测器，利用窗口平移检测稳定性分析方法分析其稳定性，采用数模结合的双闭环控制方法，通过内环模拟流量控制、外环数字速度控制来提升电液伺服系统的稳定性，最后在机械臂电液伺服系统实验平台对控制方法进行验证，通过分析实验数据，验证了所设计的双闭环稳定性控制方法能够快速提高电液伺服系统的稳定性和响应速度。     

基于改进模糊滑模控制的机械臂运动轨迹仿真

为了避免机械臂运动轨迹受到外界干扰,提高轨迹跟踪精度,构造了多连杆机械臂动力学数学模型,推导了机械臂关节运动轨迹的误差函数.建立了机械臂模糊滑模控制法则,应用改进粒子群算法对模糊滑模控制系统进行了优化.采用Matlab软件对双关节机械臂运动轨迹进行仿真验证,并与其他控制方法的仿真结果进行对比,输出运动轨迹的仿真曲线.在有外界干扰的状态下,采用滑模控制的机械臂运动轨迹跟踪误差较大,输入转矩的跳动幅度较大,而采用改进模糊滑模控制的机械臂运动轨迹跟踪误差较小,输入转矩的跳动幅度较小.机械臂采用改进模糊滑模控制方法,控制系统能够避免外界干扰,机械臂运动相对稳定.     

六自由度水下机械臂系统设计及试验

针对目前水下作业任务对机械臂的轻型化要求,设计了一种关节一体化的水下机械臂系统。论文首先开展了水下机械臂系统结构设计工作,确定水下机械臂的材料和密封方式,着重进行关节执行部件的设计计算和选型工作。其次对该机械臂进行系统建模,建立了系统的运动学和动力学模型。在此基础上进行了水下机械臂控制系统硬件电路设计工作。最后进行了水下机械臂系统控制系统试验,验证系统的设计的有效性和可行性。     

基于等效有限元方法的液压挖掘机工作装置动力学及特性研究

根据液压挖掘机工作装置机械臂运动和受力特点,对其进行动力学分析。采用基于集中质量和惯量的等效有限元法建立液压挖掘机机械臂的动力学微分方程,运用龙格-库塔(Runge-Kutta)数值求解法对运动微分方程进行推导和数值求解,对各臂杆的动力学特性进行了分析。采用动力学仿真软件ADAMS建立了液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型,选取与数值求解相同工况的参数进行仿真分析。通过对比仿真结果和数值求解两种方法得到的动力学特性曲线,结果基本一致,表明机械臂动力学建模方法的正确性。     

基于MATLAB的6R机械臂运动学的仿真研究

为了更好地控制液压机械臂在工业生产中作业,以6R液压机械臂为研究对象,运用改进D-H法对其进行建模,建立正运动学方程,通过空间几何法和数值解析法结合的方式得到机械臂各关节角度变量的8组解。通过MATLAB软件中的Robots Toolbox对机械臂建模,在关节空间内对其进行运动轨迹仿真,得到各关节轴的角位移、角速度和角加速度随时间变化的平滑曲线,仿真结果验证了所建立的运动学方程的正确性以及该机械臂参数的合理性。为后续液压机械臂的运动规划及实时控制提供了必要的理论基础和正确的运动学模型。