機(jī)械臂減振分析及軌跡跟蹤控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-27 07:26
隨著智能制造的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人作為集智能化、精密化等優(yōu)勢(shì)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品,開始在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域承擔(dān)著越加重要的角色。串聯(lián)機(jī)械臂是工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用最為廣泛的一種,在機(jī)械臂的運(yùn)行過(guò)程中,末端精度問(wèn)題一直是研究的重點(diǎn)。影響機(jī)械臂末端精度的因素主要有制造誤差、裝配誤差及機(jī)械臂的振動(dòng)。按照振動(dòng)來(lái)源,可以將機(jī)械臂的振動(dòng)分為兩類:一類為機(jī)械臂基座與地面的振動(dòng)問(wèn)題,另一類為機(jī)械臂各桿件上受力造成的變形振動(dòng)。兩類振動(dòng)都對(duì)機(jī)械臂的精度產(chǎn)生影響。為提高運(yùn)行過(guò)程中的精度問(wèn)題,本文對(duì)機(jī)械臂的振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了研究,具體的工作如下:(1)通過(guò)分析工業(yè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的研究情況得出研究機(jī)械臂振動(dòng)的意義,提出本文的研究方向。(2)首先對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹,接著建立三自由度剛性帶負(fù)載機(jī)械臂簡(jiǎn)化模型,利用牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)方法對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,求解機(jī)械臂模型各個(gè)桿件的力與力矩平衡關(guān)系,得出機(jī)械臂對(duì)基座產(chǎn)生的時(shí)刻變化力。(3)以基座為研究對(duì)象,建立空間三自由度坐標(biāo)系下的彈簧、阻尼振動(dòng)模型,并根據(jù)振動(dòng)模型求解出基座在空間坐標(biāo)系下三個(gè)方向上的振動(dòng)參數(shù)方程;谡駝(dòng)參數(shù)方...
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概述
1.2.1 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程及狀況
1.2.2 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r
1.2.3 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)
1.3 控制算法的研究現(xiàn)狀
1.4 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)研究現(xiàn)狀
1.5 本課題研究意義及內(nèi)容安排
第2章 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析
2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
2.1.1 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.2 定向運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.3 移動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.4 前向運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.5 反向運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.6 速度運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.7 加速度運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.2 動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
2.2.1 牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)方程
2.2.2 拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程
2.3 三自由度機(jī)械臂簡(jiǎn)化模型分析
2.3.1 機(jī)械臂簡(jiǎn)化模型運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
2.3.2 簡(jiǎn)化模型的拉格朗日動(dòng)力學(xué)分析
2.3.3 簡(jiǎn)化模型的牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 機(jī)械臂基座振動(dòng)特性與減振分析
3.1 機(jī)械臂基座振動(dòng)模型與振動(dòng)參數(shù)方程解
3.2 振動(dòng)特性分析與相應(yīng)的減振措施
3.2.1 振動(dòng)參數(shù)解中相應(yīng)量的取值說(shuō)明
3.2.2 振動(dòng)特性分析與減振措施
3.3 數(shù)值仿真驗(yàn)證
3.3.1 簡(jiǎn)化模型的牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 柔性桿機(jī)械臂振動(dòng)與軌跡跟蹤控制
4.1 柔性桿機(jī)械臂模型
4.1.1 柔性桿機(jī)械臂振動(dòng)分析
4.1.2 兩自由度柔性桿機(jī)械臂受力與力矩及振動(dòng)分析
4.2 柔性桿機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析
4.2.1 柔性桿機(jī)械臂末端位置方程
4.2.2 柔性桿機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)方程
4.3 滑?刂
4.4 軌跡跟蹤控制仿真
4.5 本章小節(jié)
第5章 機(jī)械臂軌跡跟蹤控制研究
5.1 常用的控制方法
5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
5.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
5.4 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自適應(yīng)控制
5.4.1 系統(tǒng)描述
5.4.2 RBF網(wǎng)絡(luò)逼近
5.4.3 RBF網(wǎng)絡(luò)控制和自適應(yīng)律設(shè)計(jì)及分析
5.4.4 機(jī)械臂控制算法仿真
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
研究結(jié)論
工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
本文編號(hào):3163048
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概述
1.2.1 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程及狀況
1.2.2 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r
1.2.3 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)
1.3 控制算法的研究現(xiàn)狀
1.4 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)研究現(xiàn)狀
1.5 本課題研究意義及內(nèi)容安排
第2章 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析
2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
2.1.1 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.2 定向運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.3 移動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.4 前向運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.5 反向運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.6 速度運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1.7 加速度運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.2 動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
2.2.1 牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)方程
2.2.2 拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程
2.3 三自由度機(jī)械臂簡(jiǎn)化模型分析
2.3.1 機(jī)械臂簡(jiǎn)化模型運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
2.3.2 簡(jiǎn)化模型的拉格朗日動(dòng)力學(xué)分析
2.3.3 簡(jiǎn)化模型的牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 機(jī)械臂基座振動(dòng)特性與減振分析
3.1 機(jī)械臂基座振動(dòng)模型與振動(dòng)參數(shù)方程解
3.2 振動(dòng)特性分析與相應(yīng)的減振措施
3.2.1 振動(dòng)參數(shù)解中相應(yīng)量的取值說(shuō)明
3.2.2 振動(dòng)特性分析與減振措施
3.3 數(shù)值仿真驗(yàn)證
3.3.1 簡(jiǎn)化模型的牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 柔性桿機(jī)械臂振動(dòng)與軌跡跟蹤控制
4.1 柔性桿機(jī)械臂模型
4.1.1 柔性桿機(jī)械臂振動(dòng)分析
4.1.2 兩自由度柔性桿機(jī)械臂受力與力矩及振動(dòng)分析
4.2 柔性桿機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析
4.2.1 柔性桿機(jī)械臂末端位置方程
4.2.2 柔性桿機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)方程
4.3 滑?刂
4.4 軌跡跟蹤控制仿真
4.5 本章小節(jié)
第5章 機(jī)械臂軌跡跟蹤控制研究
5.1 常用的控制方法
5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
5.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
5.4 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自適應(yīng)控制
5.4.1 系統(tǒng)描述
5.4.2 RBF網(wǎng)絡(luò)逼近
5.4.3 RBF網(wǎng)絡(luò)控制和自適應(yīng)律設(shè)計(jì)及分析
5.4.4 機(jī)械臂控制算法仿真
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
研究結(jié)論
工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
本文編號(hào):3163048
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