本文關(guān)鍵詞：五自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)和控制仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2012年

五自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)和控制仿真分析

任崇軒  

【摘要】：隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人得到了越來越廣泛的應(yīng)用。對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究，有助于提高工作效率和改善操作性能。而機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制理論則是工業(yè)機(jī)器人研究的重要基礎(chǔ)。 本文以實(shí)驗(yàn)室自行研發(fā)的五自由度機(jī)械臂為研究對(duì)象，對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制方面進(jìn)行建模、仿真和分析。 首先，建立了機(jī)械臂的ADAMS虛擬樣機(jī)。采用Pro/E軟件建立機(jī)械臂零件三維模型，裝配并進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)干涉檢查。在確保機(jī)械臂的零部件無干涉后，將其裝配體文件保存為Parasolid格式文件并導(dǎo)入ADAMS。在ADAMS/View模塊中，設(shè)置工作環(huán)境，修改實(shí)體模型，創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)約束，建立了機(jī)械臂虛擬樣機(jī)。 其次，對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模、仿真和分析。運(yùn)用D-H參數(shù)法建立了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，，推導(dǎo)出正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，采用代數(shù)方法求出其逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解。基于MATLAB的Robotics Toolbox,編程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的數(shù)學(xué)模型，并實(shí)現(xiàn)了正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的數(shù)值計(jì)算和可視化仿真。基于機(jī)械臂的ADAMS虛擬樣機(jī)，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，仿真結(jié)果定性地驗(yàn)證了正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)論。 再次，對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模、仿真和分析�；谂ｎD-歐拉迭代動(dòng)力學(xué)算法，對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行了逆向動(dòng)力學(xué)分析與建模，得到逆向動(dòng)力學(xué)方程的一般形式�；贛ATLAB中的Robotics Toolbox，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂正、逆動(dòng)力學(xué)仿真�；跈C(jī)械臂的ADAMS虛擬樣機(jī)，進(jìn)行了逆向動(dòng)力學(xué)仿真，兩者結(jié)果相互印證。 最后，對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行了控制的建模、仿真和分析。一方面，建立了單關(guān)節(jié)模型，并基于控制律分解方法建立了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制模型，實(shí)現(xiàn)了MATLAB和ADAMS的聯(lián)合仿真，結(jié)果顯示了該系統(tǒng)良好的階躍響應(yīng)、軌跡跟蹤性能。另一方面，基于計(jì)算力矩法，建立了機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)控制模型，采用MATLAB中的Robotics Toolbox搭建了仿真系統(tǒng)，結(jié)果顯示了該系統(tǒng)具有精確的軌跡跟蹤能力。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

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9 劉達(dá);王田苗;張浩;;一種用于輔助外科手術(shù)的機(jī)械臂設(shè)計(jì)[A];第十二屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2000年

10 柴瑩;申曉留;王秀全;;六自由度關(guān)節(jié)式機(jī)械臂路徑規(guī)劃[A];'2008系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者何德功;[N];人民日?qǐng)?bào);2003年

2 張大偉　陳宏宇;[N];中國航天報(bào);2011年

3 記者 賈婧;[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

4 陳盈;[N];中國國防報(bào);2009年

5 翟軍;[N];北京日?qǐng)?bào);2000年

6 ;[N];新華每日電訊;2008年

7 葛秋芳;[N];新華每日電訊;2008年

8 夏飛平　趙俊和;[N];中國國門時(shí)報(bào);2008年

9 張孟軍;[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

10 本報(bào)記者 李金金;[N];北京科技報(bào);2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王相兵;工程機(jī)械臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)及特性研究[D];浙江大學(xué);2014年

2 趙志剛;空間站機(jī)械臂轉(zhuǎn)位控制與振動(dòng)抑制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

3 石進(jìn)峰;空間機(jī)械臂熱控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

4 趙博;多故障并發(fā)的可重構(gòu)機(jī)械臂主動(dòng)分散容錯(cuò)控制方法研究[D];吉林大學(xué);2014年

5 熊根良;具有柔性關(guān)節(jié)的輕型機(jī)械臂控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 熊根良;具有柔性關(guān)節(jié)的輕型機(jī)械臂控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 王琨;提高串聯(lián)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

8 張鵬;機(jī)械臂協(xié)調(diào)操作柔性負(fù)載系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制[D];吉林大學(xué);2010年

9 唐志國;機(jī)械臂操作柔性負(fù)載系統(tǒng)分布參數(shù)建模與控制方法研究[D];吉林大學(xué);2011年

10 劉姝陽;基于分布參數(shù)模型機(jī)械臂操作柔性負(fù)載系統(tǒng)控制方法研究[D];吉林大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張亦樸;基于模糊控制的多功能抽液裝置的研制[D];華北電力大學(xué)（河北）;2004年

2 趙勝求;基于視覺的PUMA560機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 韓曉霞;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的剛性機(jī)械臂控制研究[D];太原理工大學(xué);2005年

4 馮蘭勝;基于機(jī)械臂的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

5 王宏源;機(jī)械臂關(guān)節(jié)用永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

6 翟曉軍;基于超聲波電機(jī)的二自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D];東南大學(xué);2005年

7 陳慧;基于超聲波電機(jī)的二自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D];東南大學(xué);2006年

8 劉海;蒸汽發(fā)生器檢修機(jī)械臂軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

9 李尚軍;基于機(jī)械臂的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

10 郭瓊;基于四自由度機(jī)械臂遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：五自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)和控制仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：67618