機器臂卡氏空間控制法則及其實現

Abstract

本論文主要目的在將兩種機器臂的卡氏空間控制法則：分解加速度控制法和ＰＤ卡 氏空間控制法實現在 PUMA 560 六軸機器臂上。 卡氏空間控制之困難所在為方向誤差的定義和運動奇異點的問題。在本論文中，分 解加速度控制法將以 Luh et al. 參數 (ｕsinθ)來定義方向誤差，ＰＤ卡氏空間 θ 控制法則以Euler 參數 (ｕsin ─) 來解決方向誤差的問題，另外運動奇異點則可 1 用修正的緩阻最小平方法來處理。 在實現時，考慮到機器臂本身結構所能承受的速度限制，所以在控制器加上了限速 的功能。另外因無法得到 PUMA 560 機器臂的精確動力參數，故以負載補償器來即 時補償機器臂非常非線性的負載變動，以取代計算轉矩法的反動力 (inverse dynamics) 運算。 由實驗結果驗證，緩阻最小平方法可以有效地解決機器臂在運動奇異點附近運動的 問題，使機器臂在卡氏空間的控制可以實際地應用到工業上。