气动机械手的毕业设计翻译.doc

“软”2-自由度平面气动机械手的设计 M. Van Damme, R. Van Ham, B. Vanderborght, F. Daerden, and D.Lefeber 机器人和多体力学研究团队,机械工程学系, 比利时布鲁塞尔市中心的自由大学michael.vandamme@vub.ac.be [2，3，4]PPAMs上的测量也表明在力-压力特性上略有滞后。这使得当仅仅提供压力测量值的情况下难以估算它的驱动力。?驱动器的压力表压力可以采取一个比较长的时间来实现（大约需要100毫秒较大的压力来进行操作）。?执行机构的外观和数据（细长）不是很知名。在本文中，我们描述了一个滑动模式的方法控制系统。 3.2 ΔP-方法必须计算执行器输出，以减少数量，ΔP的方法适用于[6,8]。这涉及到平均压力，使用一对针对性的肌肉和控制器，通过一个肌肉增加一个（p +Δp）并且另一个肌肉减去一个（P-ΔP），来计算压力差ΔP。的选择影响符合，同时ΔP可以用于判断关节位置。 驱动机构自己处理压力都是通过现成的比例压力调节阀内部的PID控制器来进行控制的。 3.3 控制器 2自由度平面机械臂的动力学模型是众所周知的，并且可以写成： （2） 其中 为关节角度的载体，H是惯性矩阵，C是离心力矩阵（离心力和科里奥利力）和G是引力的载体。 τ为代表执行器的扭矩矢量，可以写成： （3） 肌肉i与压力表的压力 （i= 1...4),还有与肌肉的扭矩功能 （见2.2.1节）。 压力表的压力压力调节阀。为简单起见，我们为一阶系统的阀门进行建模。 ΔP的方法相结合，这给了我们以下的阀门模型： ΔP1和ΔP2分别输入上下臂关节。结合方程（2），（3）和（4）为我们提供了完整的控制系统进行建模。 这个系统不是一个允许直接应用滑模控制技术，在实例[9]。为了解决这个问题，我们把两个（耦合）SISO系统组成的系统， （5） （6） 与i= 1，2（上臂，下臂2，的状态向量， 标量输入和系统的输出。现在，我们可以改变这些系统[10]中描述的的使用程序形式。坐标 ， ， 与满足 ，我们得到以下两个系统（ = 1，2）： 为了设计滑模控制器使得这些系统跟踪各自所需的输出轨迹，我们使用来定义滑动面 （7） （8） 从（7）（8），我们已经了一个事实，即这两个系统有严格的相对程度3（见[10]），这意味着和选择系数和以便赫尔维茨多项式。如果轨迹的滑动面（如SI= 0），错误往往会呈指数。通过选择控制规律，在初始条件有限的时间内使滑动面的吸引，我们可以实现我们的控制目标。一种可能性是（见[10]）： 如果K是大到足以克服系统的不确定性和扰动，将在有限时间内趋于零。为了减少抖振，引入边界层（见[9]）替换为， Γi边界层的宽度决定的常数。 3.4 结果为了评估滑模控制器的跟踪性能建议，被用来跟踪一个在X-Y空间圆圈。在5秒内轨迹跟踪。为了处理抖振，重大边界层（Γ1= 4，Γ2= 3），当然这增加跟踪误差。由此产生的路径图所示。 图4空间跟踪。 4 结论提出了一个小规模的，轻盈褶气动人工肌肉驱动的机械臂设计。滑动模跟踪系统控制器，并提出初步跟踪结果。抖振的问题，限制跟踪精度可以达到。 W.S. Marras, K.P. Granata, K.G. Davis, W.G. Allread, and M.J. Jorgensen (1999) Effects of box features on spine loading during warehouse order selecting. Ergonomics, vol. 42, no. 7, pp. 980–996. 2. Kevin M. Lynch and Caizhen Liu (2000) Designing Motion Guides for Ergonomic Collaborative Manipulation. IEEE I