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自动化与控制175
液压驱动机械臂系统建模与运动控制
干露
（武汉工程大学邮电与信息工程学院，武汉430073）
摘要：机械臂系统的建模和运动控制关系到机械臂的精度和操作效率。设计一个液压驱动六自由度机械
臂并对其进行建模，然后提出其运动控制系统架构及控制策略。通过仿真实验验证所提控制系统的有效性，结
果显示所提系统收敛性更佳，关节规划轨迹运动表现出良好的平滑特性，控制器具有较快的系统响应速度和抗
饱和效果。
关键词：机械臂；液压驱动；建模；运动控制
ModelingandMotionControlofHydraulicDrivenMechanicalArmSystem
GANLu
(CollegeofPostandTelecommunicationofWIT,Wuhan430073)
Abstract:Themodelingandmotioncontrolofthemechanicalarmsystemarerelatedtotheaccuracyandoperationefficiency
ofthemechanicalarm.Ahydraulicdrivensixdegreesoffreedommechanicalarmisdesignedandmodeled,andthenitsmotion
controlsystemarchitectureandcontrolstrategyareproposed.Theeffectivenessoftheproposedcontrolsystemisverifiedby
simulationexperiments,andtheresultsshowthattheproposedsystemhasbetterconvergence,thetrajectorymotionofjoint
planningexhibitsgoodsmoothcharacteristics,andthecontrollerhasfastersystemresponsespeedandanti-saturationeffect.
Keywords:mechanicalarm;hydraulicdrive;modeling;motioncontrol
液压驱动机械臂作为一种重要的工业机器人系运动系统包括运动规划算法和运动控制算法。运
统，在自动化生产领域具有广泛的应用前景。机械臂动规划算法能够根据任务要求，规划机械臂的运动
系统的建模和运动控制是实现其精准、高效操作的关轨迹和速度。运动控制算法通过比例一积分－微分
键步骤。针对液压驱动机械臂系统建模与运动控制开(ProportionalIntegralDerivative，PID）控制等方式，
展研究，旨在提高机械臂系统的运动性能和控制精度，实现对机械臂运动的精准控制。
为工业生产提供更好的自动化解决方案。安全保护系统包括限位开关和过载保护装置，限
1液压驱动机械臂系统建模位开关能够避免机械臂运动超出安全范围，过载保护
1.1机械臂设计装置能够防止液压系统过载，保护机械臂与液压系统。
液压驱动机械臂是一种以液压系统作为动力源的六自由度液压驱动机械臂的结构如图1所示，关
机械臂。以防爆型机械设计为目标，设计六自由度液节1位于机械臂基座上，允许机械臂在水平面上旋转，
压驱动机械臂。该机械臂包括基座、旋转关节、伸缩
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