动力参数下乒乓发球机器人振动控制研究

简介

目前乒乓发球机器人在发球过程中存在振动现象,采用传统方法控制振动的效果不佳,因此,提出基于动力学分析的乒乓发球机器人振动控制。通过对发球机器人动臂的动力学分析,结合Lagrange方程,构建动力学模型,从动力学的角度分析机器人产生振动的原因,分析得到乒乓发球机器人主动臂与从动臂的动力参数角加速度、角速度和角度之间存在的关系公式,以动力学模型的分析结果为基础,构建振动控制系统的状态空间,引入控制向量,结合Riccati矩阵,降低干扰,得到最优解,进而构建最优控制器,实现乒乓发球机器人的振动控制。实验结果表明,这里方法在6s内将振动位移降到最低,振动位移基本为0m,随着时间的增加,振动幅度仍然在降低,与传统方法相比,后者的振动幅度仍然较大,同时分析对比了关节角控制结果和电压控制,均得出这里设计的系统性能更加优越,控制效果更佳。