机械臂减振分析及轨迹跟踪控制研究

发布时间：2021-04-27 07:26

　　随着智能制造的发展,工业机器人作为集智能化、精密化等优势于一体的高新技术产品,开始在工业自动化技术领域承担着越加重要的角色。串联机械臂是工业机器人中应用最为广泛的一种,在机械臂的运行过程中,末端精度问题一直是研究的重点。影响机械臂末端精度的因素主要有制造误差、装配误差及机械臂的振动。按照振动来源,可以将机械臂的振动分为两类:一类为机械臂基座与地面的振动问题,另一类为机械臂各杆件上受力造成的变形振动。两类振动都对机械臂的精度产生影响。为提高运行过程中的精度问题,本文对机械臂的振动问题进行了研究,具体的工作如下:（1）通过分析工业机器人的研究现状、发展趋势及我国工业机器人的研究情况得出研究机械臂振动的意义,提出本文的研究方向。（2）首先对机器人的运动学及动力学基础知识进行简单的介绍,接着建立三自由度刚性带负载机械臂简化模型,利用牛顿-欧拉动力学方法对模型进行动力学分析,求解机械臂模型各个杆件的力与力矩平衡关系,得出机械臂对基座产生的时刻变化力。（3）以基座为研究对象,建立空间三自由度坐标系下的弹簧、阻尼振动模型,并根据振动模型求解出基座在空间坐标系下三个方向上的振动参数方程。基于振动参数方... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 工业机器人发展概述
        1.2.1 工业机器人发展历程及状况
        1.2.2 我国工业机器人的发展状况
        1.2.3 工业机器人发展趋势
    1.3 控制算法的研究现状
    1.4 机械臂动力学建模与振动研究现状
    1.5 本课题研究意义及内容安排
第2章 机械臂运动学及动力学分析
    2.1 运动学基础知识
        2.1.1 旋转运动学
        2.1.2 定向运动学
        2.1.3 移动运动学
        2.1.4 前向运动学
        2.1.5 反向运动学
        2.1.6 速度运动学
        2.1.7 加速度运动学
    2.2 动力学基础知识
        2.2.1 牛顿-欧拉动力学方程
        2.2.2 拉格朗日动力学方程
    2.3 三自由度机械臂简化模型分析
        2.3.1 机械臂简化模型运动学分析
        2.3.2 简化模型的拉格朗日动力学分析
        2.3.3 简化模型的牛顿-欧拉动力学分析
    2.4 本章小结
第3章 机械臂基座振动特性与减振分析
    3.1 机械臂基座振动模型与振动参数方程解
    3.2 振动特性分析与相应的减振措施
        3.2.1 振动参数解中相应量的取值说明
        3.2.2 振动特性分析与减振措施
    3.3 数值仿真验证
        3.3.1 简化模型的牛顿-欧拉动力学分析
    3.4 本章小结
第4章 柔性杆机械臂振动与轨迹跟踪控制
    4.1 柔性杆机械臂模型
        4.1.1 柔性杆机械臂振动分析
        4.1.2 两自由度柔性杆机械臂受力与力矩及振动分析
    4.2 柔性杆机械臂运动学与动力学分析
        4.2.1 柔性杆机械臂末端位置方程
        4.2.2 柔性杆机械臂动力学方程
    4.3 滑模控制
    4.4 轨迹跟踪控制仿真
    4.5 本章小节
第5章 机械臂轨迹跟踪控制研究
    5.1 常用的控制方法
    5.2 神经网络控制
    5.3 RBF神经网络控制
    5.4 基于RBF神经网络补偿的机器人自适应控制
        5.4.1 系统描述
        5.4.2 RBF网络逼近
        5.4.3 RBF网络控制和自适应律设计及分析
        5.4.4 机械臂控制算法仿真
    5.5 本章小结
结论与展望
    研究结论
    工作展望
参考文献
致谢
附录 攻读学位期间所发表的学术论文



本文编号：3163048