本文關(guān)鍵詞：GAMMA300型七自由度機(jī)械臂模糊控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要研究對(duì)象是GAMMA300型機(jī)械臂,是具有一個(gè)冗余自由度的七軸機(jī)械臂,它由美國(guó)的ROBAI公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。主要對(duì)研究對(duì)象在系統(tǒng)建模、正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、軌跡規(guī)劃方法和軌跡跟蹤控制方面進(jìn)行分析與研究。在分析GAMMA300機(jī)械臂的構(gòu)型的基礎(chǔ)上,結(jié)合機(jī)械臂位姿變換的數(shù)學(xué)理論,采用D-H方法建立了機(jī)械臂的坐標(biāo)系。并運(yùn)用機(jī)械臂的正運(yùn)動(dòng)學(xué),推導(dǎo)出GAMMA300機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解。在建立正確的正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的基礎(chǔ)上,采用反變換的算法推導(dǎo)求得了GAMMA300的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解公式。進(jìn)而利用基于MATLAB平臺(tái)的Robotics Toolbox工具箱,對(duì)GAMMA300型機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的正確性進(jìn)行仿真驗(yàn)證。針對(duì)GAMMA300機(jī)械臂的軌跡規(guī)劃,在關(guān)節(jié)空間中,采用三次多項(xiàng)式插值算法以及五次多項(xiàng)式插值算法對(duì)GAMMA300型機(jī)械臂軌跡規(guī)劃進(jìn)行仿真。在笛卡爾空間中分別進(jìn)行直線(xiàn)規(guī)劃和圓弧規(guī)劃。在動(dòng)力學(xué)分析中,主要介紹了牛頓-歐拉法和拉格朗日法,并利用拉格朗日法得到多關(guān)節(jié)機(jī)械臂的通用動(dòng)力學(xué)方程。從冗余機(jī)械臂的容錯(cuò)性角度分析,固定機(jī)械臂的某些關(guān)節(jié),對(duì)機(jī)械臂模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化,利用拉格朗日法得到簡(jiǎn)化后機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程。采用模糊控制的方法進(jìn)行軌跡跟蹤控制,結(jié)合機(jī)械臂的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)出GAMMA300機(jī)械臂的模糊控制器,并在Simulink模塊中,對(duì)模糊控制器針對(duì)該型機(jī)械臂軌跡跟蹤控制的正確性和可行性進(jìn)行仿真驗(yàn)證和分析。
【關(guān)鍵詞】：冗余度 機(jī)械臂 正逆運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué) 軌跡規(guī)劃 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP241
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1.引言10-18
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 機(jī)械臂研究概述11-12
• 1.3 機(jī)械臂關(guān)鍵技術(shù)概述12-15
• 1.3.1 機(jī)械臂軌跡規(guī)劃12-13
• 1.3.2 機(jī)械臂控制13-14
• 1.3.3 機(jī)械臂仿真14-15
• 1.4 機(jī)械臂控制策略概述15-16
• 1.5 課題研究?jī)?nèi)容及安排16-18
• 2.GAMMA300型機(jī)械臂系統(tǒng)建模18-28
• 2.1 GAMMA300型機(jī)械臂構(gòu)型分析18
• 2.2 機(jī)械臂位姿描述18-21
• 2.2.1 位置的描述19
• 2.2.2 方位的描述19-20
• 2.2.3 位姿的描述20-21
• 2.3 坐標(biāo)變換21-23
• 2.3.1 坐標(biāo)平移21
• 2.3.2 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)21-22
• 2.3.3 復(fù)合變換22-23
• 2.4 D-H法建立坐標(biāo)系23-25
• 2.5 機(jī)械臂的雅可比矩陣25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-28
• 3.GAMMA300型機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究28-50
• 3.1 GAMMA300機(jī)械臂的正運(yùn)動(dòng)學(xué)28-34
• 3.1.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析28-30
• 3.1.2 正運(yùn)動(dòng)學(xué)驗(yàn)證30-34
• 3.2 GAMMA300機(jī)械臂的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)34-42
• 3.2.1 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解求解34-40
• 3.2.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法驗(yàn)證及仿真40-42
• 3.3 GAMMA300型機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)42-49
• 3.3.1 牛頓-歐拉法43-44
• 3.3.2 拉格朗日算法44-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 4.GAMMA300型機(jī)械臂軌跡規(guī)劃50-65
• 4.1 軌跡規(guī)劃的一般問(wèn)題50-51
• 4.2 軌跡規(guī)劃方法研究51-52
• 4.3 關(guān)節(jié)空間內(nèi)軌跡規(guī)劃52-58
• 4.3.1 三次多項(xiàng)式插值軌跡規(guī)劃52-54
• 4.3.2 五次多項(xiàng)式插值軌跡規(guī)劃54-56
• 4.3.3 多項(xiàng)式插值軌跡規(guī)劃仿真56-58
• 4.4 笛卡爾空間內(nèi)軌跡規(guī)劃58-64
• 4.4.1 直線(xiàn)規(guī)劃及仿真58-60
• 4.4.2 圓弧規(guī)劃及仿真60-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 5.GAMMA300型機(jī)械臂的模糊控制65-80
• 5.1 模糊控制理論65-70
• 5.1.1 模糊控制系統(tǒng)65
• 5.1.2 模糊控制器設(shè)計(jì)方法65-70
• 5.2 GAMMA300機(jī)械臂模糊控制器設(shè)計(jì)70-75
• 5.2.1 變量的定義和模糊化71
• 5.2.2 模糊控制規(guī)則的設(shè)定71-75
• 5.2.3 輸出變量解模糊化75
• 5.3 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-80
• 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果86-87
• 致謝87-88

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 史先鵬;模塊化移動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制[D];華東理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：GAMMA300型七自由度機(jī)械臂模糊控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：320419