機(jī)械手要達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)，需要對(duì)機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)的各個(gè)組成部分進(jìn)行優(yōu)化。
機(jī)械手的非線性約束優(yōu)化問題是指目標(biāo)函數(shù)為決策變量的非線性函數(shù)，約束條件為決策變量的等式或不等式構(gòu)成的優(yōu)化問題，F(xiàn)在考慮機(jī)械手的可調(diào)節(jié)支撐來確定角度約束問題？烧{(diào)節(jié)支撐主要是用在連接機(jī)械手前臂和中臂,用以起到機(jī)械手的支撐定位作用；通過調(diào)節(jié)可調(diào)支撐的不同長度,能夠調(diào)節(jié)機(jī)械手中臂與前臂之間的角度,并確定機(jī)械手爪所需的安裝角。因?yàn)椴煌臋C(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；通過機(jī)械手的可調(diào)支撐結(jié)構(gòu),可以大大增加機(jī)械手的通用性能。
機(jī)械手的部件2與部件3連接采用螺紋連接,需要調(diào)節(jié)時(shí)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)螺母3,由于旋轉(zhuǎn)螺母3所在的軸固定且是螺紋連接,所以使得螺桿2需要向左或向右沿軸向移動(dòng),來調(diào)節(jié)所需的長度,當(dāng)調(diào)節(jié)后能夠滿足要求時(shí)擰緊螺栓固定。首先需要通過選擇反饋矩陣K,將機(jī)械手控制的閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)配置在預(yù)期位置,以達(dá)到需求的極限定位精度,實(shí)現(xiàn)快速有效的定位。
然后利用機(jī)械手的狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)，閉環(huán)系統(tǒng)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(huán)極點(diǎn)確定, 而期望的閉環(huán)極點(diǎn)是由閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求決定。理論上機(jī)械手配置極點(diǎn)的位置離虛軸越遠(yuǎn)越好,但這不是絕對(duì)的,如果確定理想的特征值,需要通過進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比,才能確定反饋增益矩陣K，然后確定閥控?cái)[動(dòng)位置系統(tǒng)極點(diǎn)配置后的閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)。這為提高氣動(dòng)機(jī)械手的魯棒性提供了一種思路。
運(yùn)用非線性約束優(yōu)化技術(shù)建立了
機(jī)械手的優(yōu)化模型,確定最合理的尺寸結(jié)構(gòu),再用建立的仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證,參考極點(diǎn)配置控制器的設(shè)計(jì)方法,確定機(jī)械手一些重要的設(shè)計(jì)參數(shù),提高機(jī)械手的魯棒性,為下一步的機(jī)械手研究工作奠定了良好基礎(chǔ)。
