三自由度欠驱动6R平面并联机构的分析及控制仿真研究

发布时间：2017-12-10 14:16

  本文关键词：三自由度欠驱动6R平面并联机构的分析及控制仿真研究

  更多相关文章： 欠驱动 并联机器人 运动学分析 动力学分析 运动和力矩规划 控制仿真

【摘要】：欠驱动机器人是指主动关节控制输入小于其自由度数的一类非线性系统。因为驱动关节缺少电机,欠驱动机器人具有能源消耗少、成本低、质量比较轻、系统灵活性比较强等很多优点。欠驱动系统是一种高度非线性系统,多个目标变量需要控制使得系统表现出复杂性,这种复杂性有利于控制算法的研究和验证。本文研究了一种三自由度欠驱动6R平面并联机构,对该机构进行了运动学和动力学分析。建立了机构的运动学模型,对其位置、速度、加速度进行了分析,并运用拉格朗日方程得到了机构的动力学模型。由机构的运动学及动力学方程构成的方程组中,方程个数等于未知量个数,故系统具有确定的解。因此对此机构提出了一种新型的控制方法,并对此控制方法进行了仿真与研究。本文的主要内容如下:首先,分析了并联机器人及欠驱动机器人在国内外的发展现状,总结了并联机器人分析理论及欠驱动机构控制技术研究现状,提出了本文的研究内容、意义和目的。其次,建立了机构的运动学和动力学方程,对其进行了运动学和动力学综合分析,为后文奠定了理论基础。然后,将此机构的运动学和动力学方程联立起来,运用MATLAB软件对其求解,进行运动规划及力矩规划,采用ADAMS软件对该机构进行运动学和动力学仿真,将仿真得到的曲线和理论计算的曲线进行对比,说明对机构运动学和动力学数学模型建立的正确性。最后,运用MATLAB中的Simulink/SimMechanics分别建立机构的机械系统及控制系统模型,对控制方法的可行性进行验证。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112

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