一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法技术

技术编号:41740010 阅读:23 留言:0更新日期:2024-06-19 12:59
本发明专利技术属于航空技术领域,具体涉及一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,是通过建立基于动力学模块化控制单元的重载工业机器人动态特性仿真方法,结合机器人系统动力学模型拓扑图,快速集成搭建机器人全系统的动力学控制模型,实现对重载工业机器人控制设计和性能分析,同时通过神经网络模型模拟关节非线性干扰特性,提升重载工业机器人的控制精度,实现重载工业机器人动力学控制系统的高效精确建模和快速迭代优化,解决机器人采用通常多体动力学方法计算速度慢、优化效率低、控制设计难的问题,为提高航空用重载工业机器人高端装备加工质量和精度提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空高端装备智能制造,具体是一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法


技术介绍

1、随着国产大飞机、新一代战斗机、载人空间站等一大批国家重大专项的逐步推进,促进了我国航空航天制造水平的提升。但新一代航空航天器呈现出的尺寸大、结构复杂、刚性弱并伴有薄壁结构等新特点,对制造装备的加工能力提出了更高的要求。传统的机床加工技术由于工作空间小、柔性化程度低,已经远远无法满足航空航天零部件型号多变、研制周期短的综合要求。近年来,随着高度灵活和高效的原位制造模式的出现,以工业机器人为代表的智能技术和设备在高端领域的应用越来越多。与传统的计算机数控机床相比,工业机器人具有成本低、工作空间大、灵活性高的优点,目前重载工业机器人已成功应用于航空航天产品的钻孔、铣削和磨抛等加工装配作业。然而,机器人特殊的开链式多杆串联结构,以及关节间隙、刚度低等特点,导致了机器人控制难,末端绝对定位精度还不能完全满足作业要求等问题。因此,如何快速准确模拟在控制力、关节间隙、摩擦等非线性力作用下机器人动态特性的动力学控制模型是重载工业机器人控制设计和性能分析的重要基础,对本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其特征在于,所述连杆元件动力学模型是将重载工业机器人的连杆视为一端输入一端输出的空间运动刚体元件构建而成的;所述控制器模型是将重载工业机器人的控制器视为和连杆并联,输入端为关节转角偏差,输出端为关节控制力矩的模型。

3.根据权利要求2所述的一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其特征在于,连杆元件的传递方程为:

4.根据权利要求1所述的一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其...

【技术特征摘要】

1.一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其特征在于,所述连杆元件动力学模型是将重载工业机器人的连杆视为一端输入一端输出的空间运动刚体元件构建而成的;所述控制器模型是将重载工业机器人的控制器视为和连杆并联,输入端为关节转角偏差,输出端为关节控制力矩的模型。

3.根据权利要求2所述的一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其特征在于,连杆元件的传递方程为:

4.根据权利要求1所述的一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其特征在于,所述神经网络模型是由神经网络非线性模型通过输入和输出试验数据训练获得的,其中,所述神经网络非线性模型的表达式为:

5.根据权利要求4所述的一种航空用重载工业机器人模块化控制动力学仿真方法,其特征在于,所述神经网络模型作为控制器的扰动外力模型,则控制器的控制方程...

【专利技术属性】
技术研发人员:缪云飞杨卓恒田威王政伟段晋军张家铭李波
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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