平面2自由度驱动冗余并联机构运动控制研究

发布时间：2023-12-24 15:37

　　随着人类生产活动的自动化、智能化的深入,生产设备的运动控制问题成为自动控制中亟需解决的课题。本文对平面运动机械机构——平面2自由度驱动冗余并联机器人进行了运动控制研究。并联机构的冗余问题已有较多学者进行了研究,取得了一些成果,但还没有形成系统理论,还有许多问题尚待解决,尤其在并联机构动力学运动控制方面。本文将在这些方面进行一些有益的探索工作。 首先,分析了平面2自由度驱动冗余并联机器人的机构学性能;通过分析并联机构的几何结构关系和约束性质,建立了并联机器人的运动学方程,得到驱动关节角和末端执行器间的运动学传递关系。 其次,以串联运动链机构和树形结构模型为基础,由达朗伯——拉格朗日方程和冗余并联机构驱动力伪逆优化分配方法,给出了平面2自由度驱动冗余并联机器人的动力学方程,并且进行了系统参数辨识。 最后,研究了并联机器人的坐标系运动控制、运动学反馈控制和动力学控制。对平面2自由度驱动冗余并联机器人系统进行了关节空间PD控制算法、工作空间PD控制算法和计算力矩控制算法以及鲁棒控制算法的仿真研究。

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第1章 前言
    1.1 课题研究目标
    1.2 课题的提出及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 运动控制研究现状
        1.3.2 并联机器人研究现状
    1.4 课题的研究内容
第2章 并联机器人性能分析
    2.1 并联机器人性能分析基础
        2.1.1 并联机器人机构学分析
        2.1.2 并联机器人运动学分析
        2.1.3 并联机器人性能指标分析
    2.2 平面2 自由度驱动冗余并联机器人性能分析
        2.2.1 并联机器人自由度计算
        2.2.2 并联机器人奇异位形
        2.2.3 并联机器人工作空间
        2.2.4 并联机器人误差分析
第3章 平面驱动冗余并联机器人建模
    3.1 运动学分析及模型建立
        3.1.1 运动学正解分析
        3.1.2 运动学逆解分析
    3.2 动力学分析及模型建立
        3.2.1 简化树系统动力学模型
        3.2.2 并联机器人闭环约束条件
        3.2.3 并联机器人动力学方程
        3.2.4 并联机器人结构参数及常量计算
    3.3 并联机器人系统参数辨识
第4章 冗余并联机器人运动控制研究
    4.1 并联机器人坐标系运动控制
    4.2 并联机器人运动学控制研究
    4.3 并联机器人动力学控制研究
        4.3.1 并联机器人PD控制
        4.3.2 并联机器人计算力矩法控制
        4.3.3 并联机器人鲁棒控制
第5章 冗余并联机器人仿真及实验结果
    5.1 并联机器人实验系统介绍
    5.2 并联机器人控制系统参数设定
    5.3 并联机器人坐标系运动控制实验研究
    5.4 并联机器人运动学控制实验研究
    5.5 并联机器人动力学控制仿真研究
        5.5.1 关节空间PD控制仿真
        5.5.2 工作空间PD控制仿真
        5.5.3 计算力矩法控制仿真
        5.5.4 鲁棒控制仿真
    5.6 并联机器人运动控制研究小结
第6章 总结
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果



本文编号：3874803