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一種蘋(píng)果采摘機器人關(guān)節伺服控制系統設計及仿真
DOI:
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作者:
作者單位:

寶雞文理學(xué)院電子電氣工程學(xué)院

作者簡(jiǎn)介:

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

TP11

基金項目:

寶雞市科技攻關(guān)項目(2018JH-09)。


Design and simulation of a joint servo control system for an apple-picking robot
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    摘要:

    當前,蘋(píng)果采摘機器人大多都選用工業(yè)機械臂,關(guān)節控制都采用電機加減速裝置來(lái)提高控制精度、增大驅動(dòng)力矩,這無(wú)疑會(huì )增加系統的復雜性、成本以及降低系統控制性能。為改善這種情況,給出一種基于直流力矩電動(dòng)機加諧波減速器的蘋(píng)果采摘機器人關(guān)節控制方案,系統可大大減小驅動(dòng)機構體積,提高系統剛性,實(shí)現低速穩定的精準控制。MATLAB環(huán)境下仿真結果表明, 在0.5°和60°的階躍給定下,系統超調量和穩態(tài)誤差均為0;在幅值為5°,頻率為3.14rad/s正弦信號輸入下,系統輸出能夠完全跟隨輸入。系統控制精度達到了蘋(píng)果采摘要求,為后續簡(jiǎn)化采摘機器人機械臂結構、甚至實(shí)現直接驅動(dòng)提供了有力的理論支持。

    Abstract:

    At present, most apple-picking robots use industrial mechanical arms. Motor and reduction gears are generally used in the joint control for apple-picking robots to improve the control accuracy and increase the driving torque. It will undoubtedly increase the complexity and reduce the control performance to the system. In order to improve this situation, a joint control scheme of apple-picking robot based on DC torque motor and harmonic reducer is proposed . The system can greatly reduce the volume of driving mechanism, improve the system rigidity, achieve precise control of low speed and stability. The MATLAB simulation results show that the system overshoot and steady state error were all zero under the step inputs of 0.5°and 60°, the system output could completely follow the input by taking sinusoidal signal with 5°amplitude and 3.14rad/s frequency as system input. The control precision of the system reached the requirement of apple picking. It’s able to provides a strong theoretical support for simplifying the mechanical arm structure and even realizing direct drive for apple-picking robot.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

李小斌,吳宏岐,陳渭紅,張力.一種蘋(píng)果采摘機器人關(guān)節伺服控制系統設計及仿真計算機測量與控制[J].,2021,29(3):129-134.

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  • 收稿日期:2020-07-21
  • 最后修改日期:2020-09-02
  • 錄用日期:2020-09-03
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2021-03-24
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