机械手和球棒自控实习完整预算版.docVIP

本科生课程设计（报告） 题 目: 1.机械手终端执行器微机控制 2.球棒系统的建模与反馈控制 姓 名: 姚访 徐扬 学 院: 工学院 专 业: 自动化 班 级: 自动化111，112 学 号: 指导教师: 李玉民 李永博 刘璎瑛 2014年 6月 8日 南京农业大学教务处制 目 录 第一部分 机械终端执行器微机控制 摘要…………………………………………………………………………………………1 关键词…………………………………………………………………………………………3 引言……………………………………………………………………………3 1材料与方法………………………………………………………………………3 2结果与分析 ……………………………………………………………………………5 3讨论……………………………………………………………………9 第二部分 球棒系统的建模与反馈控制 摘要…………………………………………………………………………………………11 关键词………………………………………………………………………11 引言……………………………………………………………………………11 1材料与方法……………………………………………………………………11 2结果与分析 ……………………………………………………………………………12 3讨论……………………………………………………………………20 第一部分 机械手终端执行器微机控制 自动化专业学生 姚徐指导教师 李玉民 李永博 刘璎瑛 摘要：机械手的运行必须快速、准确、稳定，这样才能符合生产的要求。在原来基础的系统模型基础上，应用根轨迹校正对系统的响应速度以及稳定性能进行调节，利用MATLAB和SIMIULINK进行仿真设计。用SIMIULINK搭建系统模块以便更直观地分析机械手在全部运行过程中的清晰步骤，可以再出现故障时快速找到是哪个环节出现问题，通过调试解决问题，达到预期的目标。 关键词：系统校正 自动控制 模拟仿真 引言 现代化社会中自动控制理论应用于各行各业，在机械手这一装置上，这一理论显得尤为重要。机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。—机械手钳杯控制。其基本原理是利用一个微控制器控制执行电机的转动，从而带动机械臂的移动，使其能够快速夹紧杯子而又不至于夹碎。 我们的实习工作就是运用经典控制理论知识设计控制器，并运用Matlab进行仿真分析。我们在大三的课程已经学习了MATLAB相关的知识以及自动控制原理的课程，本次课题的主要工作就是用两者结合的方法完成建模，实现模拟操作。最后根据我们小组的讨论以及对实习中项目的要求，我们做了根轨迹校正，基本上可以实现系统的校正，并计划以后再尝试PID控制校正的效果与之比较。 一 材料与方法 1 材料 执行电机，压力传感器，弹性衬垫，玻璃烧杯，底座。 2 控制设计对象结构 图（1）机械手结构模型 3 机构参数 克服摩擦力矩 电压变电流放大倍数 电流变力矩放大倍数 传感器变换系数 所夹容器的最大直径 弹性衬垫的压缩量为（5mm~8mm) 时可压紧容器又不至于损坏容器，期望压缩量为6mm 最终性能要求： ，，精度 4 问题理论分析 4.1、控制过程分析： 系统运动分为三个阶段： （1）加速阶段，初始位置为夹钳最大开度0.2m，加速时间为0.5s，加速位移为0.1m。 （2）减速阶段，起始时为夹钳接触玻璃容器开始，减速最大行程为5mm，以上两个阶段采用开环控制，以提高响应速度。 （3）夹紧阶段，减速阶段完成后，这时传感器开始有输出，起始位置为减速结束的位置。 4.2 控制系统模型分析： 前两个阶