本发明涉及一种机器人设计方法，具体涉及一种SMA驱动微小型装配机器人设计方法，属于智能电子产品技术领域。
背景技术：
在机器人控制中，实现机器人末端执行器在其工作空间中跟踪一条任意的轨迹是一类很重要的问题，而在轨迹跟踪运动中，通常要求机器人具有较高的速度和较好的精度，在这种情况下，一些传统的控制方法就很难得到理想的结果，因为机器人系统是一个高度非线性系统，且各关节间存在着复杂的非线性的相互作用，因而这些相互作用随着机器人位姿的不同而有很大的变化，为实现机器人的在线跟踪控制，并使控制效果尽可能的好，人们希望找到一种控制策略，使得在线控制时，不需要大量的计算来提供非线性补偿或进行非线性解藕;而对机器人系统模型中的一些不确定参数具有一定的不敏感性，因此，为了验证机器人动力学模型的正确性，结合上述机器人运动控制的特点可知，变结构控制是具有解决此类问题的控制策略之一。
技术实现要素：
（一）要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种SMA驱动微小型装配机器人设计方法，采用新型的SMA驱动器实现机器人关节精确运动控制的新方法，通过仿真结果验证其可行性和有效性。
（二）技术方案
本发明的SMA驱动微小型装配机器人设计方法，包括以下步骤：
第一步：以SMA驱动微小型装配机器人为研究对象，在机器人结构设计的基础上，建立机器人的笛卡尔坐标系，利用齐次变换理论和D-H矩阵参数表建立机器人运动学模型；利用Lagrange建模方法建立机器人的动力学模型；采用三次多项式插值的方法进行关节轨迹规划，为机器人的运动控制奠定基础；针对机器人关节间的祸合问题，设计了具有解藕功能的变结构控制器；
第二步：针对其典型的转动关节和移动关节，分别给出SMA驱动器的数学模型；根据SMA驱动机器人的结构特点，利用S函数建立SMA驱动器和机器人关节的统一数学模型；由于SMA具有较大的非线性迟滞行为，将模糊控制原理引入机器人控制器的设计当中，并结合PID控制方法实现机器人关节的精确位置控制；
第三步：通过Simulink建立SMA驱动机器人关节的数学模型并进行控制器的设计，对机器人的装配过程中的关节运动进行轨迹跟踪仿真；分析模糊PID控制器中各参数的变化对控制系统性能的影响，为机器人的精确运动控制和类似系统的调试提供理论参考。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明的SMA驱动微小型装配机器人设计方法，采用新型的SMA驱动器实现机器人关节精确运动控制的新方法，通过仿真结果验证其可行性和有效性。
具体实施方式
一种SMA驱动微小型装配机器人设计方法，包括以下步骤：
第一步：以SMA驱动微小型装配机器人为研究对象，在机器人结构设计的基础上，建立机器人的笛卡尔坐标系，利用齐次变换理论和D-H矩阵参数表建立机器人运动学模型；利用Lagrange建模方法建立机器人的动力学模型；采用三次多项式插值的方法进行关节轨迹规划，为机器人的运动控制奠定基础；针对机器人关节间的祸合问题，设计了具有解藕功能的变结构控制器；
第二步：针对其典型的转动关节和移动关节，分别给出SMA驱动器的数学模型；根据SMA驱动机器人的结构特点，利用S函数建立SMA驱动器和机器人关节的统一数学模型；由于SMA具有较大的非线性迟滞行为，将模糊控制原理引入机器人控制器的设计当中，并结合PID控制方法实现机器人关节的精确位置控制；
第三步：通过Simulink建立SMA驱动机器人关节的数学模型并进行控制器的设计，对机器人的装配过程中的关节运动进行轨迹跟踪仿真；分析模糊PID控制器中各参数的变化对控制系统性能的影响，为机器人的精确运动控制和类似系统的调试提供理论参考。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。