ABB机器人运动控制方法研究+文献综述(2)
Keywords: ABB robots, motion control，PID control
1 绪论 5
1.1 工业机器人研究背景 5
1.2 国内外工业机器人研究和发展趋势 7
1.2.1国外研究和发展趋势 7
1.2.2 国内研究和发展趋势 8
2 ABB机器人硬件 9
2.1 常见ABB机器人介绍 9
2.1.1 IRB 120机器人 9
2.1.2 IRB 140 机器人 11
2.1.3 IRB 1410 机器人 14
2.1.4 IRB 2600 机器人 15
3 ABB机器人控制系统概述 17
3.1 常见动力学建立数学模型方法 17
3.1.1刚体系统 17
3.1.2弹性系统动力学 17
3.1.3高速旋转体动力学 18
3.2 二自由度机械手动力学分析 18
3.2.1二自由度机械手的结构 18
3.2.2二自由度机械手的数学模型建立 19
3.2.3 二自由度机械手的动力学方程的线性化推导 20
4 ABB机器人运动控制方法 22
4.1 基本的控制方法 22
4.2 机器人研究及控制算法现状 22
4.2.1控制理论发展 22
4.3 模糊PID控制的简介 24
4.3.1 模糊控制的起源 24
4.3.2 模糊控制与常规控制的比较 25
4.3.3模糊PID控制的优势 25
4.4 模糊PID控制器的设计 25
4.4.1模糊控制系统的基本结构 25
4.5 模糊PIF控制器数据库的建立 27
4.6 PID控制算法的MATLAB仿真 31
5 总结 35
6 致谢 36
7 主要参考文献 36
1 绪论
摘要:介绍了工业机器人的研究和发展历程。分析了国外在工业机器人研究产业领域的进展和趋势。探讨了国内工业机器人研究和产业的现状、存在的问题以及发展的方向。然后介绍了ABB一些常见的工业机器人。最后阐述了本文的研究意义、研究难点和研究内容。
1.1 工业机器人研究背景
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统( FMS) 、自动化工厂( FA) 、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与数量，而且保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
由于机器人的出现是为了适应制造业规模化生产、解决单调重复的体力劳动和提高生产质量，因此从一诞生就掀起了全球研发和应用的热潮。工业机器人率先成为产业化的机器人，并逐渐成为柔性制造系统、自动化工厂和计算机集成制造系统中不可缺少的自动化单元。工业机器人率先成为产业化的机器人，并逐渐成为柔性制造系统、自动化工厂和计算机集成制造系统中不可缺少的自动化单元。据联合国欧洲经济委员会(UNEcE)和国际机器人联合会(IFR)统计，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头，1991年至2005年，全球每年新安装机器人的数量如图1一1，机器人产品的年增长率平均在10%左右，2004年增长率达到20%，其中亚洲的机器人增长幅度高达43%，2005年世界新安装工业机器人121000台，比2004年的97000台增长25%，2005年也成为巧年来世界工业机器人新安装台数最多的年份，比上一个峰值—2000年的99000台增长22000台。从区域角度分析，亚洲和美洲工业机器人市场需求强劲，2005年新安装工业机器人数量分别比2004年增长40%和33%，达到72600台和20500台。亚洲地区又以日本和韩国的增幅最大，分别达到35%和99.6%，2005年日本和韩国新安装工业机器人的数量占整个亚洲地区新安装工业机器人数量的比例分别达到69%和巧%，中国所占比例为12%，其中有一半在台湾地区。ARC咨询集团的研究表明，从2005年到2010年，工业机器人的产值将保持7.7%的高增长率，从2005年的35.905亿美元增长到2010年的51.18亿美元。