基于動力學的移動焊接機器人焊縫跟蹤控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國在造船、石油、能源、建筑、機械等領域的不斷發(fā)展，大型結構件焊接的場合越來越多，要求焊接機器人的移動范圍越來越大。目前應用于這些場合的焊接機器人多為有軌式的，這種機器人在焊接之前需要先鋪設軌道，準備時間長并且價格昂貴。在彎曲焊縫焊接的場合，由于軌道很難與被焊工件輪廓完全相同，使得焊接的精度不高，影響焊接的質量。相對于有軌式焊接機器人，移動焊接機器人由于具有機構簡單，適應性強，能夠在非結構環(huán)境下進行作業(yè)等特點，在造船工業(yè)、大型球罐焊

2、接等方面具有廣闊的應用前景。
　　 本文在河北省教育廳科學研究計劃項目“基于視覺管道焊接機器人焊縫跟蹤控制系統(tǒng)設計(2007309)”的支持下，以實驗室已有的移動焊接機器人平臺為研究對象，主要研究內容如下：
　　 1)建立了移動焊接機器人焊接時的運動學模型，基于牛頓-歐拉法建立了移動焊接機器人的統(tǒng)一動力學模型。
　　 2)設計了自適應模糊控制器和高斯基模糊神經網絡控制器對十字滑塊和車輪進行協調控制，在跟蹤誤差較小

3、時由十字滑塊快速消除誤差，誤差較大時由十字滑快和移動平臺共同消除誤差。
　　 3)從移動焊接機器人動力學模型出發(fā)，設計了神經網絡動力學控制器，實現各個軸的速度跟蹤，利用單層神經元網絡的自學習和自適應能力克服機器人模型參數部分未知和擾動的影響，在線補償動力學耦合和未建模的系統(tǒng)擾動，使跟蹤更加快速、平滑。利用Lyapunov 穩(wěn)定性判據，證明了所選取的控制力矩輸入使系統(tǒng)全局漸進穩(wěn)定。
　　 4)采用LabVIEW 編程平臺，