機器人學是一門綜合性的高度交叉的前沿學科,其在控制算法分析研究和工程應用等方面引起重多的具有不同專業(yè)背景科學研究和工程技術人員的廣泛興趣,進行深入研究,并獲得快速發(fā)展。目前,單純的位置控制已經(jīng)無法滿足控制目標的要求:重點要對機械臂末端執(zhí)行器與外界環(huán)境的接觸力進行有效的控制。本文以工業(yè)機器人ABB機械臂為課題研究背景模型,應用虛擬樣機技術重點分析研究和實現(xiàn)機械臂力/位置控制問題。本文主要工作包括以下幾個方面:首先,應用D-H坐標和機器人坐標轉換建立機械臂模型的正/逆運動學方程,并對機械臂正/逆運動學方程做出理論的數(shù)學推到與分析研究;用拉格朗日方程建立機械臂動力學進行數(shù)學建模和理論分析研究。然后,應用MATLAB中的機器人工具箱和GUI建立仿真平臺,分析研究機械臂的運動學和動力學特性。其次,分析研究阻抗控制算法,并用此方法解決機械臂的力/位置控制問題。在分析研究機器人阻抗控制方法的同時,并應用Simulink/SimMechanics建立機械臂模型。分析研究了機械臂力/位置混合控制。本文首先分析研究了應用傳統(tǒng)的位置方向PID控制和力方向PID控制算法,在此基礎上,引入了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊... 

【文章來源】：沈陽建筑大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 本文研究的目的和意義
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 工業(yè)機器人國內外發(fā)展狀況
        1.3.2 機械臂力/位置混合控制
        1.3.3 機械臂阻抗控制
        1.3.4 ABB機器人發(fā)展
        1.3.5 虛擬樣機技術
    1.4 本文研究內容及結構安排
        1.4.1 本文主要工作
        1.4.2 本文章節(jié)內容及安排
第二章 機械臂運動學和動力學分析及其仿真
    2.1 引言
    2.2 機械臂齊次變換矩陣
    2.3 運動方程的反解
    2.4 工業(yè)機器人動力學分析
        2.4.1 雅克比矩陣分析
        2.4.2 動力學模型建立
    2.5 機械臂運動學和動力學仿真
        2.5.1 機器人工具箱
        2.5.2 MATLAB/GUI
        2.5.3 仿真平臺建立及仿真分析
    2.6 本章小結
第三章 機械臂阻抗控制與仿真研究
    3.1 引言
    3.2 阻抗控制器設計與分析
        3.2.1 機械臂動力學模型
        3.2.2 阻抗控制器設計
        3.2.3 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        3.2.4 阻抗控制參數(shù)分析
    3.3 兩連桿機械臂仿真分析研究
        3.3.1 兩連桿機械臂模型結構
        3.3.2 兩連桿機械臂Simulink/SimMechanics模型建立
        3.3.3 阻抗控制器設計
        3.3.4 仿真結果及分析
    3.4 本章小結
第四章 機械臂力/位置混合控制
    4.1 引言
    4.2 機械臂動力學模型
    4.3 兩連桿機械臂力/位置混合控制模型建立
        4.3.1 機械臂力控制
        4.3.2 RBF結構
        4.3.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡逼近算法
        4.3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡補償控制器設計
        4.3.5 末端執(zhí)行器力模糊糊控制
    4.4 機械臂力/位置混合控制仿真平臺建立
    4.5 兩連桿機械臂力/位置混合控制仿真
    4.6 機械臂非線性干擾觀測器
        4.6.1 非線性干擾觀測器設計
        4.6.2 仿真結果及分析
    4.7 本章小結
第五章 機械臂聯(lián)合仿真
    5.1 引言
    5.2 ADAMS機電一體化
        5.2.1 ABB機器人模型建立
        5.2.2 ADAMS中機械臂系統(tǒng)性能分析
        5.2.3 ABB機器人工作空間范圍
    5.3 聯(lián)合仿真系統(tǒng)
    5.4 建立輸入/輸出變量
    5.5 聯(lián)合仿真平臺接口建立
    5.6 聯(lián)合仿真模型仿真參數(shù)設置
    5.7 一體化聯(lián)合仿真平臺建立
    5.8 仿真結果與分析
    5.9 本章小結
第六章 結論
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡介
作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于虛擬樣機的機械臂動力學建模與仿真[J]. 王文璽,肖世德,孟文,孟祥印,張衛(wèi)華.  計算機應用研究. 2009(01)
[2]力控制技術在機器人打磨中的應用及系統(tǒng)實現(xiàn)[J]. 譚福生,葛景國.  上海電氣技術. 2008(02)
[3]數(shù)控伺服系統(tǒng)的ADAMS/MATLAB聯(lián)合仿真研究[J]. 邢偉,周西軍.  微計算機信息. 2007(25)
[4]ADAMS和Matlab交互仿真的機械臂定位控制[J]. 殷翔,董正筑,王繼燕.  長春工業(yè)大學學報(自然科學版). 2005(04)
[5]在未知環(huán)境下基于阻抗模型的受限機械手模糊力控制方法[J]. 柳洪義,王磊,王菲.  東北大學學報. 2005(08)
[6]基于ADAMS和MATLAB的聯(lián)合控制系統(tǒng)的仿真[J]. 王濤,張會明.  機械工程與自動化. 2005(03)
[7]基于神經(jīng)網(wǎng)絡逆系統(tǒng)方法的機器人柔順性控制[J]. 孟正大,戴先中.  東南大學學報(自然科學版). 2004(S1)
[8]機器人模糊神經(jīng)網(wǎng)絡阻抗控制[J]. 溫淑煥.  系統(tǒng)仿真學報. 2004(11)
[9]基于虛擬樣機的機器人仿真[J]. 陳新榮,余躍慶,姜春福,劉迎春.  北京工業(yè)大學學報. 2004(01)
[10]機械系統(tǒng)虛擬樣機軟件原型的實用化研究[J]. 劉賢喜,劉竹青,周一鳴.  中國農業(yè)大學學報. 2002(02)

碩士論文
[1]六自由度工業(yè)機器人的NURBS曲線插補算法的研究[D]. 吳攀峰.浙江工業(yè)大學 2013
[2]不確定機器人的力/位置智能控制[D]. 蔡建羨.燕山大學 2003



本文編號：3247510