基于中国制造2025与工业4.0的背景下,机器人在航空航天、海洋装备制造等领域中得到广泛的应用。目前,现有的通用型装配机器人大多以串联关节型工业机器人为本体,该类型机器人仅适用于轻小型工件的对接和装配,由于外界环境对机器人末端施加力和力矩,致使其在对接与装配过程中运动不平稳、精度不高。本文针对此问题,结合吉林省科技发展计划项目“具有自主定位导航的大工件柔顺装配对接机器人”,搭建以并联六自由度机器人为本体的实验平台,设计一种逆动力学前馈系统,并完成系统的仿真和相关实验,主要工作如下:(1)研究分析国内外现有动力学建模方法和动力学控制技术,对建模方法和控制技术的优缺点做出总结,根据吉林省科技发展计划项目“具有自主定位导航的大工件柔顺装配对接机器人”,提出了基于逆动力学前馈并联机器人控制系统方案,依据系统方案选取系统硬件,设计了电气连接图,完成了系统硬件平台的搭建和调试。(2)构建并联六自由度平台的逆动力学模型。首先,通过逆运动学公式推导平台和电动缸的速度、加速度、角速度、角加速度等参数,应用平行轴定理推导出平台和电动缸的转动惯量。此外,采用牛顿-欧拉法构建并联六自由度平台逆动力学模型,并将该模型整理成矩阵形式。最后,分别由Matlab/Simulink仿真模型与ADAMS仿真模型解算出各个电动缸轴向力,并通过比较二者的差异,验证其逆动力学模型的正确性。(3)设计逆动力学前馈系统。首先基于粒子群算法对逆运动学三环(位置环、速度环、力矩环)控制系统中的PID参数进行整定,并设计包含阻抗控制模型的逆动力学前馈系统的总控制系统。然后利用Matlab/Simulink建立包含逆动力学前馈的控制系统与运动学闭环的系统仿真模型,得出包含逆动力学前馈的系统不仅可大幅提高电动缸的位置跟踪精度及响应速度,同时可有效抑制了外界环境对系统的干扰。(4)系统的软件设计与实验。在windows系统下通过VS2013与Qt软件编写控制程序和操作界面,并在机器人末端受到环境干扰情况下对其进行定位实验。实验结果表明,本文采取的方法能够有效抑制外界环境对系统的干扰,保证系统运行的平稳性,并提高运动的精确性。