六自由度重載工業(yè)機(jī)器人控制方法研究
發(fā)布時間:2021-05-13 20:42
隨著重載工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)自動化中扮演越來越重要的角色,對于重載的研究不斷深入,從最基本的關(guān)節(jié)負(fù)載能力的提高,到機(jī)器人視覺的加入,對于提高重載機(jī)器人負(fù)載能力和智能程度都有重要的意義。本文從機(jī)器人的運(yùn)動求解問題到單關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩輸出及智能位置跟蹤問題,以及機(jī)器人三維仿真平臺建構(gòu)進(jìn)行研究。通過建立機(jī)器人運(yùn)動模型,對機(jī)器人正逆運(yùn)動求解進(jìn)行改進(jìn),使用MATLAB對機(jī)器人運(yùn)動空間進(jìn)行求解,此外對于機(jī)器人的運(yùn)動軌跡規(guī)劃問題分別提出關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃方法和笛卡爾空間軌跡規(guī)劃兩種方法,并通過MATLAB進(jìn)行仿真求解。對于提高單關(guān)節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩的問題,本文提出基于反演滑?刂扑惴▉斫档碗p電機(jī)同步誤差,增強(qiáng)同步轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的魯棒性,并通過MATLAB實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證,證明本文所提出的雙電機(jī)同步算法對于減小機(jī)器人同步誤差,提高控制精度具有明顯的效果。最后為了提高工業(yè)機(jī)器人智能化水平,引入視覺跟蹤與測量算法,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人基于位置的伺服控制,并編寫應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)物體追蹤測量,最后將設(shè)計(jì)的六自由度重載機(jī)器人三維模型導(dǎo)入到MATLAB中結(jié)合本文提出的運(yùn)動求解及規(guī)劃算法,結(jié)合視覺測量信息實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的位置伺服控制。此外,在機(jī)器人操作系統(tǒng)RO...
【文章來源】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 六自由度工業(yè)機(jī)器人建模與分析
2.1 六自由度工業(yè)機(jī)器人建模
2.2 機(jī)器人工作空間的確定
2.3 本章小結(jié)
3 機(jī)械臂運(yùn)動空間軌跡規(guī)劃
3.1 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃
3.2 笛卡爾空間軌跡規(guī)劃
3.3 MATLAB機(jī)器人軌跡仿真
3.4 本章小結(jié)
4 單關(guān)節(jié)雙電機(jī)同步控制
4.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
4.2 雙永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速同步控制結(jié)構(gòu)
4.3 負(fù)載觀測器設(shè)計(jì)
4.4 反演滑模控制器設(shè)計(jì)
4.5 仿真結(jié)果及分析
4.6 本章小結(jié)
5 基于視覺的工業(yè)機(jī)器人伺服控制
5.1 基于圖像的視覺伺服控制結(jié)構(gòu)
5.2 相機(jī)成像原理
5.3 MATLAB相機(jī)標(biāo)定
5.4 基于矩形目標(biāo)約束目標(biāo)位姿測量
5.5 基于改進(jìn)STC算法的目標(biāo)跟蹤
5.6 目標(biāo)追蹤與測量實(shí)驗(yàn)
5.7 基于視覺伺服位置控制實(shí)驗(yàn)仿真
5.8 本章小結(jié)
6 基于ROS的機(jī)器人仿真實(shí)驗(yàn)
6.1 ROS軟件框架
6.2 ROS中建立機(jī)器人模型
6.3 ROS中建立工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動仿真
6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]重載鑄造機(jī)器人的位姿反解模型及仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 楊洪濤,丁學(xué)明,楊鵬. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(04)
[2]基于均值漂移算法和時空上下文算法的目標(biāo)跟蹤[J]. 周華爭,馬小虎. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(08)
[3]永磁同步電機(jī)位置跟蹤系統(tǒng)控制仿真[J]. 劉盼. 計(jì)算機(jī)仿真. 2017(07)
[4]大場景下多目立體視覺標(biāo)定方法的研究[J]. 楚圣輝,張慧萌,陳碩,孟浩,劉國忠. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2017(15)
[5]時空上下文抗遮擋視覺跟蹤[J]. 劉萬軍,董帥含,曲海成. 中國圖象圖形學(xué)報. 2016(08)
[6]一種基于雙目視覺的手眼標(biāo)定方法[J]. 沈愛華,羅印升,宋偉. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2016(05)
[7]工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究[J]. 高帥,杜姍姍. 計(jì)算機(jī)仿真. 2015(10)
[8]激光加工機(jī)械手系統(tǒng)工件位姿自動校正的方法[J]. 趙艷麗,肖金陵. 激光技術(shù). 2015(02)
[9]電驅(qū)動重載六足機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速分析方法[J]. 莊紅超,高海波,鄧宗全,丁亮,劉振. 機(jī)械工程學(xué)報. 2013(23)
[10]基于單位四元數(shù)機(jī)器人姿態(tài)插補(bǔ)算法[J]. 孔民秀,季晨. 新型工業(yè)化. 2013(08)
博士論文
[1]基于視覺的機(jī)械手目標(biāo)識別及定位研究[D]. 王彥.西安理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于RGB-D的機(jī)械臂三維物理模型重建技術(shù)的研究[D]. 劉海豐.武漢工程大學(xué) 2016
[2]基于稀疏表示和時空上下文的目標(biāo)跟蹤方法研究[D]. 劉昭.湘潭大學(xué) 2016
[3]線結(jié)構(gòu)光三維視覺測量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李碩.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[4]搬運(yùn)機(jī)械手的抓取設(shè)計(jì)及軌跡控制研究[D]. 吳俊利.燕山大學(xué) 2016
[5]基于ARM-FPGA的視覺追蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 賴文杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]基于STM32F4的碼垛機(jī)器人運(yùn)動控制器研究[D]. 何明超.上海交通大學(xué) 2015
[7]重載搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉承立.上海交通大學(xué) 2015
[8]重載搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動/載荷性能測試與評估[D]. 李樹強(qiáng).沈陽理工大學(xué) 2015
[9]六自由度機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)分析及軌跡規(guī)劃方法研究[D]. 楊林.東北大學(xué) 2014
[10]斜導(dǎo)面直線驅(qū)動碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及動力學(xué)性能研究[D]. 牛金磊.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3184674
【文章來源】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 六自由度工業(yè)機(jī)器人建模與分析
2.1 六自由度工業(yè)機(jī)器人建模
2.2 機(jī)器人工作空間的確定
2.3 本章小結(jié)
3 機(jī)械臂運(yùn)動空間軌跡規(guī)劃
3.1 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃
3.2 笛卡爾空間軌跡規(guī)劃
3.3 MATLAB機(jī)器人軌跡仿真
3.4 本章小結(jié)
4 單關(guān)節(jié)雙電機(jī)同步控制
4.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
4.2 雙永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速同步控制結(jié)構(gòu)
4.3 負(fù)載觀測器設(shè)計(jì)
4.4 反演滑模控制器設(shè)計(jì)
4.5 仿真結(jié)果及分析
4.6 本章小結(jié)
5 基于視覺的工業(yè)機(jī)器人伺服控制
5.1 基于圖像的視覺伺服控制結(jié)構(gòu)
5.2 相機(jī)成像原理
5.3 MATLAB相機(jī)標(biāo)定
5.4 基于矩形目標(biāo)約束目標(biāo)位姿測量
5.5 基于改進(jìn)STC算法的目標(biāo)跟蹤
5.6 目標(biāo)追蹤與測量實(shí)驗(yàn)
5.7 基于視覺伺服位置控制實(shí)驗(yàn)仿真
5.8 本章小結(jié)
6 基于ROS的機(jī)器人仿真實(shí)驗(yàn)
6.1 ROS軟件框架
6.2 ROS中建立機(jī)器人模型
6.3 ROS中建立工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動仿真
6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]重載鑄造機(jī)器人的位姿反解模型及仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 楊洪濤,丁學(xué)明,楊鵬. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(04)
[2]基于均值漂移算法和時空上下文算法的目標(biāo)跟蹤[J]. 周華爭,馬小虎. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(08)
[3]永磁同步電機(jī)位置跟蹤系統(tǒng)控制仿真[J]. 劉盼. 計(jì)算機(jī)仿真. 2017(07)
[4]大場景下多目立體視覺標(biāo)定方法的研究[J]. 楚圣輝,張慧萌,陳碩,孟浩,劉國忠. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2017(15)
[5]時空上下文抗遮擋視覺跟蹤[J]. 劉萬軍,董帥含,曲海成. 中國圖象圖形學(xué)報. 2016(08)
[6]一種基于雙目視覺的手眼標(biāo)定方法[J]. 沈愛華,羅印升,宋偉. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2016(05)
[7]工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究[J]. 高帥,杜姍姍. 計(jì)算機(jī)仿真. 2015(10)
[8]激光加工機(jī)械手系統(tǒng)工件位姿自動校正的方法[J]. 趙艷麗,肖金陵. 激光技術(shù). 2015(02)
[9]電驅(qū)動重載六足機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速分析方法[J]. 莊紅超,高海波,鄧宗全,丁亮,劉振. 機(jī)械工程學(xué)報. 2013(23)
[10]基于單位四元數(shù)機(jī)器人姿態(tài)插補(bǔ)算法[J]. 孔民秀,季晨. 新型工業(yè)化. 2013(08)
博士論文
[1]基于視覺的機(jī)械手目標(biāo)識別及定位研究[D]. 王彥.西安理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于RGB-D的機(jī)械臂三維物理模型重建技術(shù)的研究[D]. 劉海豐.武漢工程大學(xué) 2016
[2]基于稀疏表示和時空上下文的目標(biāo)跟蹤方法研究[D]. 劉昭.湘潭大學(xué) 2016
[3]線結(jié)構(gòu)光三維視覺測量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李碩.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[4]搬運(yùn)機(jī)械手的抓取設(shè)計(jì)及軌跡控制研究[D]. 吳俊利.燕山大學(xué) 2016
[5]基于ARM-FPGA的視覺追蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 賴文杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]基于STM32F4的碼垛機(jī)器人運(yùn)動控制器研究[D]. 何明超.上海交通大學(xué) 2015
[7]重載搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉承立.上海交通大學(xué) 2015
[8]重載搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動/載荷性能測試與評估[D]. 李樹強(qiáng).沈陽理工大學(xué) 2015
[9]六自由度機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)分析及軌跡規(guī)劃方法研究[D]. 楊林.東北大學(xué) 2014
[10]斜導(dǎo)面直線驅(qū)動碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及動力學(xué)性能研究[D]. 牛金磊.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3184674
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