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专用焊接打磨机器人控制系统研究

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  • 更新日期:2013-01-10 17:19
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详细介绍
水力发电遍布全世界,水电站中所使用的水轮机存在严重的汽蚀、磨损,需要定期检修,以确保水电站正常运行。目前,国内水轮机转轮叶片修复仍采用手工补焊、人工打磨等检修手段,工人劳动环境恶劣,劳动强度大,且检修效率低,质量差。国外水电站的水轮机汽蚀是在清水条件下产生的,其破坏程度远不及我国黄河等水域严重,用于我国水轮机修复工作的专用机器人,要求有更强的刚度和更大的灵活性,国外水轮机修复机器人满足不了我国水轮机修复工作的要求,因此我们开发了用于在机坑内对水轮机空蚀磨损破坏表面进行修复的“水轮机修复专用机器人”。

本文基于水轮机修复专用焊接机器人,利用模糊集合理论及建立在该理论基础上的模糊控制技术,实现了机器人对待焊凹穴的自动对正。详细介绍了焊补自动对正系统即机器人前三关节模糊控制器的设计、模糊变量的选择及精确量的模糊化和模糊决策过程。其控制方法简单可行,易于实现。

针对水轮机修复专用焊接机器人,将模糊控制和PID控制相结合,提出了一种基于模糊规则的新型自整定PID控制器,用于机器人末端操作器的姿势控制,该控制器
利用人的经验和知识实时调整PID参数,从而改善了控制系统的性能,提高了控制器的适应能力。

利用矢量积的方法求机器人的雅可比和逆雅可比,从而将直角坐标空间轨迹转换为关节坐标空间轨迹,有效的利用了视觉传感器采集的信息进行控制。

利用MATLAB及其工具箱Fuzzytoolbox进行仿真,通过编制程序及建立模糊系统模型等对所研究的机器人位置及姿势控制系统进行动态仿真,结果表明均具有良好的调节精度和抗干扰能力。

关键词:水轮机修复专用机器人   模糊控制   自适应模糊PID控制
 
 
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