Tripod并联机器人的运动分析与控制研究

发布时间：2021-12-17 22:26

　　随着科技的发展,机器人技术的逐渐成熟,在生产生活中机器人得到广泛的应用。其中并联机器人具有高刚度、高精度、高速度的优势,弥补了串联机器人在工作中呈现出承载能力弱、累计误差高、定位精度低等不足。但由于并联机器人的非线性、强耦合性和复杂性,在实际应用中难以满足精准要求。因此,为了更好的将并联机器人应用于生产生活中,对其做深入的研究则具有重要的意义。本文以贝加莱Tripod并联机器人为研究对象,以运动控制为主线,从运动学分析、动力学建模、工作空间分析、基于动力学的控制算法设计等方面进行研究。本文首先根据Tripod并联机器人简化模型建立坐标系,基于几何法对机构的运动学反解进行分析,得出反解表达式。在反解基础上,基于约束方程推导出机器人运动学正解表达式,并结合实例验证运动学模型的正确性。利用虚功原理方法得到机器人动力学方程,为后面相关控制算法的研究提供基础。其次,基于机构雅可比矩阵对机器人的奇异性和奇异位形进行研究,根据运动学反解,结合约束条件采用搜索法对Tripod机器人的工作空间进行分析,并绘制出经过约束限制的工作空间图。针对末端执行器在工作空间中的运动问题,文中基于正弦修正梯形加速度规律...

【文章来源】： 南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：70 页

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 国内外并联机器人应用现状
    1.3 国内外研究现状及发展趋势
        1.3.1 研究现状
        1.3.2 发展趋势
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 本文创新点
第二章 Tripod并联机器人运动学与动力学分析
    2.1 Tripod并联机器人机构简述
    2.2 机器人运动学分析
        2.2.1 坐标系的建立
        2.2.2 运动学反解分析
        2.2.3 运动学正解分析
        2.2.4 运动学模型分析验证
    2.3 机器人动力学分析
        2.3.1 机器人结构简化
        2.3.2 动力学模型的建立
    2.4 本章小结
第三章 Tripod并联机器人工作空间分析及轨迹规划
    3.1 奇异性分析
        3.1.1 雅可比矩阵
        3.1.2 奇异位形
    3.2 机器人工作空间分析
        3.2.1 工作空间的约束分析
        3.2.2 实际工作空间求解
    3.3 Tripod并联机器人的轨迹规划
        3.3.1 笛卡尔空间的直线插补算法和圆弧插补算法
        3.3.2 笛卡尔空间的运动轨迹规划
        3.3.3 机器人门字形路径规划
    3.4 本章小结
第四章 Tripod并联机器人模糊自适应控制设计
    4.1 模糊控制策略
        4.1.1 模糊控制策略分析
        4.1.2 模糊控制器的设计
    4.2 模糊自适应控制策略
        4.2.1 间接模糊自适应控制
        4.2.2 直接模糊自适应控制
    4.3 机器人模糊自适应控制设计
        4.3.1 控制器的设计
        4.3.2 系统稳定性分析
        4.3.3 基于S函数建立机器人仿真模型
        4.3.4 模糊自适应控制仿真实验
    4.4 模糊自适应控制策略与模糊控制策略对比分析
    4.5 参数变化对机器人轨迹跟踪控制的影响
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者攻读硕士学位期间获得成果



本文编号：3541064