飞机装配制孔机器人用于飞机制孔作业,由关节机器人进行制孔定位,具有成本低、高度柔性化等独特优势,符合飞机柔性装配的理念,但关节机器人是个十分复杂的多输入多输出系统,具有时变、强耦合和非线性的动力学特性,又由于谐波减速器等弹性部件的存在,给该机器人的关节快速精确定位控制增加了难度。为了提高飞机制孔效率、制孔质量、降低成本,本课题着重研究如何有效地解决飞机装配制孔机器人在定位过程中的振动抑制问题。本文对关节机器人进行理论分析和研究,利用牛顿-欧拉方法及参数辨识方法建立了精确的关节机器人动力学模型,提出了模糊解耦补偿算法,并在解耦的基础上引入输入整形技术来抑制关节机器人振动的控制方法。本文主要的研究内容如下:(1)采用牛顿-欧拉方程对关节机器人进行动力学建模;建立机器人关节转角伺服系统传递函数方框图,并分别对控制系统的电流环、速度环、位置环的控制器进行了参数设计及校正,且对各环的频响特性进行了分析。(2)辨识关节机器人的动力学参数,对非线性的关节机器人动力学模型进行线性化,选用递推最小二乘法作为关节机器人参数辨识的辨识算法,再利用组合体法辨识关节机器人每个连杆的动力学参数,并在Matlab/Simulink仿真环境下对双关节机器人进行参数辨识仿真验证,且搭建了单自由度旋转试验台验证递推最小二乘法参数辨识的有效性。(3)提出关节机器人振动抑制算法,针对多关节机器人关节间的耦合关系进行了详细的耦合分析,利用模糊控制器提出了模糊解耦补偿的控制算法,并对多关节机器人中的单个关节控制提出了输入整形技术与系统半闭环相结合的振动抑制算法,来有效地解决多关节机器人振动抑制的问题。(4)在Matlab/Simulink的仿真环境下,分别搭建单关节和双关节机器人的数学模型,对本文所提出的振动抑制算法,进行仿真验证。