發(fā)布時間：2021-05-07 13:44

　　運動學(xué)標定技術(shù)是提高機構(gòu)絕對定位精度的有效手段,主要包括運動學(xué)誤差建模,標定位形測量,參數(shù)辨識計算及定位精度補償四個部分。其中,誤差映射模型是機構(gòu)運動學(xué)標定問題的基礎(chǔ),需要滿足完整性、連續(xù)性與獨立性準則,否則,會對參數(shù)辨識的計算效率、穩(wěn)定性以及精度產(chǎn)生直接影響。因此,在一個完備的誤差映射模型基礎(chǔ)上進行運動學(xué)標定,是機構(gòu)高精度作業(yè)的保障。目前對串聯(lián)機構(gòu)誤差映射模型的相關(guān)研究已較為完善。然而,尚缺乏有效的誤差建模方法建立同時滿足以上三方面準則的并聯(lián)機構(gòu)誤差映射模型,主要問題在于:1)在誤差建模方面,多數(shù)并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)正解難以通過解析形式進行表征,因此無法通過對其正向運動學(xué)方程求取一階微分的方式建立誤差映射模型;目前的建模方法多是在機構(gòu)運動學(xué)逆解的基礎(chǔ)上對閉環(huán)矢量方程求取一階微分或者進行擾動分析,然而閉環(huán)矢量方程中無法保證包含所有的運動學(xué)參數(shù),誤差模型通常難以滿足完整性要求;2)在誤差參數(shù)的獨立性判別方面,并聯(lián)機構(gòu)的閉環(huán)特性導(dǎo)致被動關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運動對機構(gòu)的誤差傳遞規(guī)律造成了影響,增加了誤差參數(shù)可辨識性的分析難度,目前對該問題的討論多是通過數(shù)值方法,缺乏解析分析手段。此外,并聯(lián)機構(gòu)中包含大量的... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機構(gòu)的運動學(xué)標定方法
        1.2.2 運動學(xué)誤差建模及參數(shù)可辨識性分析方法
        1.2.3 多自由度關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)誤差對機構(gòu)定位精度的影響
        1.2.4 機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)的求解算法
        1.2.5 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 研究目標及研究內(nèi)容
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 滿足完整性及連續(xù)性的并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差模型
    2.1 引言
    2.2 并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)誤差映射模型
        2.2.1 基于指數(shù)積公式的支鏈運動學(xué)模型
        2.2.2 支鏈的運動學(xué)誤差映射模型
        2.2.3 局部與全局指數(shù)積公式下的支鏈誤差模型關(guān)系
        2.2.4 被動關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運動項的消除
    2.3 并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)的辨識方法
        2.3.1 面向參數(shù)辨識的并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)數(shù)值算法
        2.3.2 并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)標定流程
    2.4 3 -PRRU并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)標定數(shù)值仿真
        2.4.1 3 -PRRU并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)分析
        2.4.2 3 -PRRU并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差建模
        2.4.3 3 -PRRU并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)標定數(shù)值仿真
    2.5 本章小結(jié)
第三章 并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)的可辨識性分析
    3.1 引言
    3.2 并聯(lián)機構(gòu)冗余誤差參數(shù)的分析及消元
        3.2.1 基于矩陣零空間特性的誤差參數(shù)可辨識性分析
        3.2.2 支鏈模型中冗余誤差參數(shù)的分析及解析消除
        3.2.3 被動關(guān)節(jié)對誤差參數(shù)可辨識性的影響分析
    3.3 常見多自由度運動關(guān)節(jié)的誤差映射模型
        3.3.1 圓柱副(C)的誤差模型
        3.3.2 理想萬向鉸鏈(U)及球鉸鏈(S)的誤差模型
    3.4 3 -PRRU機構(gòu)運動學(xué)參數(shù)可辨識性數(shù)值仿真
        3.4.1 3 -PRRU機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)的可辨識性分析
        3.4.2 被動可測關(guān)節(jié)對運動學(xué)標定的影響
        3.4.3 U副制造誤差對運動學(xué)標定的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)求解算法穩(wěn)定性研究
    4.1 引言
    4.2 最小二乘法在運動學(xué)誤差參數(shù)求解中的計算誤差
        4.2.1 最小二乘法的計算誤差
        4.2.2 基于指數(shù)積公式的誤差映射模型的擾動分析
    4.3 基于總體最小二乘法的運動學(xué)誤差參數(shù)求解方法
        4.3.1 總體最小二乘法簡介
        4.3.2 基于總體最小二乘法的并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)求解
        4.3.3 總體最小二乘解的幾何解釋
    4.4 常見并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)辨識計算穩(wěn)定性分析
        4.4.1 3 -PRRU機構(gòu)運動學(xué)參數(shù)辨識計算穩(wěn)定性分析
        4.4.2 部分常見并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差參數(shù)辨識計算穩(wěn)定性分析
    4.5 本章結(jié)論
第五章 并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)標定的實驗驗證
    5.1 引言
    5.2 3-PRRU并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)標定實驗
        5.2.1 3 -PRRU并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)標定實驗設(shè)計
        5.2.2 標定實驗過程
        5.2.3 實驗結(jié)果分析
    5.3 6-UPS并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)標定實驗
        5.3.1 6 -UPS并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)分析
        5.3.2 6 -UPS并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)誤差建模
        5.3.3 6 -UPS并聯(lián)定位實驗臺結(jié)構(gòu)描述
        5.3.4 6 -UPS并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)標定數(shù)值仿真
        5.3.5 6-UPS并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)標定實驗
    5.4 結(jié)論
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間已發(fā)表的論文
攻讀博士學(xué)位期間申請的專利
攻讀博士學(xué)位期間申請的軟件著作權(quán)
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種利用標定板的機械臂DH參數(shù)標定方法[J]. 楊源,曹彤,劉達.  機械傳動. 2017(06)
[2]一種基于視覺的腦外科機器人DH參數(shù)標定方法[J]. 劉達,趙英含,楊源,張賽.  機械工程與自動化. 2016(04)
[3]6自由度串聯(lián)機器人D-H模型參數(shù)辨識及標定[J]. 張旭,鄭澤龍,齊勇.  機器人. 2016(03)
[4]基于旋量理論的串聯(lián)機器人逆解子問題求解算法[J]. 陳慶誠,朱世強,王宣銀,張學(xué)群.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(01)
[5]3-PRRU并聯(lián)機器人位置反解和奇異位形的研究[J]. 劉家念,趙新華.  天津理工大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[6]一類帶冗余支鏈并聯(lián)機器的運動學(xué)自標定[J]. 劉大煒,王立平,李鐵民,湯立民,彭雨.  機械工程學(xué)報. 2012(01)
[7]蜂群算法研究綜述[J]. 張超群,鄭建國,王翔.  計算機應(yīng)用研究. 2011(09)
[8]一個特殊3自由度并聯(lián)機構(gòu)的精度分析及標定[J]. 劉大煒,王立平,關(guān)立文.  機械工程學(xué)報. 2010(09)
[9]應(yīng)用改進模擬退火算法實現(xiàn)關(guān)節(jié)臂式坐標測量機的參數(shù)辨識[J]. 高貫斌,王文,林鏗,陳子辰.  光學(xué)精密工程. 2009(10)
[10]CALIBRATION OF A 6-DOF SPACE ROBOT USING GENETIC ALGORITHM[J]. LIU Yu College of Science and Technology,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China JIANG Yanshu Department of Automation,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150008,China LIANG Bin XU Wenfu College of Science and Technology,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2008(06)



本文編號：3173496