發(fā)布時(shí)間：2024-03-31 14:06

　　油田搶噴機(jī)器人是在井噴發(fā)生后能夠自動(dòng)完成搶噴閥安裝的機(jī)器人。井噴發(fā)生后應(yīng)立即采取搶險(xiǎn)措施,否則會(huì)對(duì)國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。而目前,井噴搶險(xiǎn)任務(wù)主要由人來(lái)完成,其工作環(huán)境惡劣、危險(xiǎn)。因此,研制出可以代替人完成井噴搶險(xiǎn)任務(wù)的自動(dòng)裝備或機(jī)器人具有重要意義。本文研發(fā)的油田搶噴機(jī)器人針對(duì)修井過(guò)程中發(fā)生的井噴,其主要內(nèi)容如下:根據(jù)井噴搶險(xiǎn)任務(wù)要求提出油田搶噴機(jī)器人的結(jié)構(gòu)方案。基于D-H矩陣法建立油田搶噴機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,推導(dǎo)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)與機(jī)器人末端的位置關(guān)系和速度關(guān)系。依據(jù)位置分析結(jié)果對(duì)機(jī)器人臂部連桿進(jìn)行解耦優(yōu)化,使得機(jī)器人末端位移與驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)位移呈比例關(guān)系,減小機(jī)械磨損,降低控制難度�；�于拉格朗日法對(duì)油田搶噴機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,建立施加在驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)上的力或力矩與各關(guān)節(jié)之間運(yùn)動(dòng)關(guān)系的表達(dá)式。分別應(yīng)用MATLAB和ADAMS對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析,對(duì)比分析結(jié)果驗(yàn)證所推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)方程的正確性。搭建基于ADAMS與MATLAB的動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真模型,研究隨搶噴閥位置變化而變化的井噴沖擊力對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)力的影響,為控制方案的設(shè)計(jì)和伺服電機(jī)的選取提供理論依據(jù)。為提高機(jī)器人在搶噴作業(yè)時(shí)的控制性能,將模糊控制思想與常...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 油田井噴搶險(xiǎn)裝置研究現(xiàn)狀
    1.3 機(jī)器人技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 機(jī)器人虛擬樣機(jī)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.4 機(jī)器人控制策略研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 油田搶噴機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 油田搶噴機(jī)器人結(jié)構(gòu)方案
    2.3 油田搶噴機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        2.3.1 位置正解分析
        2.3.2 位置反解分析
        2.3.3 速度正解分析
        2.3.4 速度反解分析
    2.4 基于ADAMS的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 油田搶噴機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 油田搶噴機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型建立
        3.2.1 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)一般方程推導(dǎo)
        3.2.2 油田搶噴機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程建立
        3.2.3 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型正確性的驗(yàn)證
    3.3 搶噴作業(yè)環(huán)境下的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)仿真分析
        3.3.1 井噴環(huán)境下?lián)寚婇y的運(yùn)動(dòng)受力分析
        3.3.2 電機(jī)理想輸出速度分析
        3.3.3 基于ADAMS與MATLAB的油田搶噴機(jī)器人動(dòng)力學(xué)仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 油田搶噴機(jī)器人控制特性研究及仿真分析
    4.1 引言
    4.2 油田搶噴機(jī)器人臂部交流伺服控制方案
    4.3 油田搶噴機(jī)器人臂部交流伺服控制系統(tǒng)建模
        4.3.1 交流伺服電機(jī)機(jī)械模型
        4.3.2 交流伺服電機(jī)控制模型
    4.4 機(jī)器人臂部伺服控制系統(tǒng)的模糊PID控制
        4.4.1 模糊PID控制器的基本原理
        4.4.2 模糊PID控制器設(shè)計(jì)
    4.5 油田搶噴機(jī)器人控制特性仿真分析
        4.5.1 臂部交流伺服控制系統(tǒng)模型搭建
        4.5.2 油田搶噴機(jī)器人聯(lián)合仿真控制系統(tǒng)搭建
        4.5.3 聯(lián)合仿真結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3944041