葛 卓，罗庆生，梁冠豪

（北京理工大学机电学院，北京 100081）

冗余自由度工业机器人模糊自适应PID控制研究

葛 卓，罗庆生，梁冠豪

（北京理工大学机电学院，北京 100081）

为提高汽车生产中涂胶工序的工作效率和空间利用率，改善机器人避障性能，设计了一款具有7自由度的冗余度工业涂胶机器人，并对其控制方法开展研究；针对现有PID控制方法应用于非线性时变的多自由度多刚体串联式开链系统时，控制效果有限、难以达到系统精度要求等问题，基于传统PID控制和模糊自适应控制算法，提出了一种带有重力补偿的模糊自适应PID混合控制方法；该方法在对冗余度工业机器人进行动力学分析的基础上，基于牛顿－欧拉分析法建立了冗余度机器人动力学模型，基于动力学分析设计了带有重力补偿的模糊自适应参数整定PID控制策略，建立了控制器模型，通过Matlab仿真实验表明，具有模糊自适应参数整定PID控制较有重力补偿的传统PID控制具有更好的控制效果。

冗余自由度；工业机器人；动力学；模糊自适应

0 引言

汽车制造业是工业机器人应用较多的领域，多种类型、多个系列的工业机器人主要用于焊接、涂胶、喷漆等劳动强度大、工作环境差、重复动作多的加工过程。为了追求更为卓越的性能和外观，汽车涂胶的位置越来越变化多端。对有些特殊位置进行涂胶时，由于车窗框、工位中其他障碍物等的阻挡，普通的6自由度工业机器人无法同时实现涂胶所需要的位置和姿态，需要对车体的位置进行调整，或是需要增加改变末端姿态的节拍，导致涂胶工作无法一次性完成，大大降低了生产效率、降低了良品率。……