考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制

作     者：张发军 张苏俊 虞成俊 何孔德 ZHANG Fajun;ZHANG Sujun;YU Chengjun;HE Kongde

作者机构：水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械动力学院湖北宜昌443002 

出 版 物：《制造技术与机床》 (Manufacturing Technology & Machine Tool)

年 卷 期：2020年第6期

页      面：148-154页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金资助项目(2017KJX02) 

主　　题：机械臂 铰间隙 角位移补偿 位姿误差 模糊控制 

摘      要：以空间3R含铰间隙机械臂为研究对象,考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制方法。首先,利用D-H坐标变换法建立不含间隙和含间隙的机械臂运动学模型,分析铰间隙对机械臂末端位姿精度的扰动影响;其次,通过所建立的含间隙三维模型并进行运动学仿真,研究其位姿误差大小;再次,基于减小误差提高精度设计模糊控制器,通过角位移来补偿末端位姿误差,从而得出相应的角位移补偿量;最后,采用补偿后的角位移对含间隙模型进行运动学仿真分析,得出其补偿后的位姿误差。研究表明,采用模糊控制方法,机械臂在x、y方向上末端位姿误差明显减小,其控制效果较好,而在z方向上的误差也有所降低,可见,在模糊控制策略下,补偿后的角位移对关节铰隙机械臂末端位姿的精度误差有明显的减小作用。