機械手要達到最佳的運行狀態,需要對機械手整體結構的各個組成部分(fèn)進行優化。
機械手的非線性約束優化問題(tí)是指目標函數為(wéi)決策變(biàn)量的非線性(xìng)函數,約束條件為決策變量的等式或(huò)不等式構(gòu)成的優化問題。現在考慮機械手的(de)可調節(jiē)支(zhī)撐來確定角(jiǎo)度約束問題。可(kě)調節支撐主要是用在連接機械手前臂和中臂,用以起到機械手的支撐定位作用;通過調節可調支撐的不同長度,能夠調節機械手中臂與前臂之(zhī)間的角度,並確定機械手爪所(suǒ)需的安裝角。因為不同的機(jī)床、不同的工件、不同的軌道位置,所需要的夾角是不一樣的;通(tōng)過機械手的可調支撐結構,可以大大增加機械手的通(tōng)用性能。
機械手的部件2與部件3連接采用螺紋連接,需要調節時調節旋(xuán)轉螺母3,由於旋轉螺母3所在(zài)的軸(zhóu)固定且是螺紋連接,所以使得螺杆2需要向左或向右沿軸向移動,來調節所需的長度,當調節後能夠滿足(zú)要求時擰緊螺栓固定。首先需要通過選擇反(fǎn)饋矩陣K,將機械手控製的閉環係統極(jí)點配置在預期位置,以達到需求的極限定位精(jīng)度,實現快速有效(xiào)的定位。
然後利用機械(xiè)手的狀態反饋設計,閉(bì)環係統的特征方程求解反饋增益矩陣K=[K1,K2,Kn],反饋增益矩陣K是由期望的閉環極點確定, 而期望的閉(bì)環極點是由閉環係統的設計要求決定。理論上機械(xiè)手配置極點的位置離虛軸越(yuè)遠越好(hǎo),但這不是絕(jué)對的,如果確定理想的特征值,需要通(tōng)過進行試驗對比,才能確定反饋增益矩(jǔ)陣K,然後確定(dìng)閥控擺動位置(zhì)係統極點配置後(hòu)的閉環傳遞函數G(s)。這為提高氣動機械手的魯棒性提供了一種思(sī)路。
運用非線性約束優(yōu)化技術建立了
機械手的優化模型,確定最合理的尺(chǐ)寸結(jié)構,再用建立的仿真模型進行驗證,參考極點配置控製器的設計方(fāng)法,確(què)定機械手一些重要的(de)設計參數,提高機械手的(de)魯棒性,為下一步的機械手研(yán)究工作奠定了良好基礎(chǔ)。