針對三自由度Delta并聯(lián)機(jī)器人,本文進(jìn)行運動學(xué)分析、動力學(xué)建模與仿真、軌跡規(guī)劃以及軌跡跟蹤控制研究,并進(jìn)行了Matlab和ADAMS聯(lián)合仿真。具體工作如下:(1)通過引入虛擬桿模型簡化Delta機(jī)器人結(jié)構(gòu),建立運動學(xué)方程組并推導(dǎo)出運動學(xué)正反解,通過數(shù)值算例驗證了正逆運動學(xué)建模的正確性;在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出基于機(jī)構(gòu)約束的雅克比矩陣,對速度模型、加速度模型和可能出現(xiàn)的奇異位形進(jìn)行了分析。(2)采用虛功原理計算出機(jī)器人整體質(zhì)量矩陣并對其進(jìn)行簡化,得到Delta機(jī)器人動力學(xué)方程;使用SolidWorks建立機(jī)器人構(gòu)型并導(dǎo)入ADAMS,分別通過Simulink與ADAMS對機(jī)構(gòu)理論模型與機(jī)械模型進(jìn)行動力學(xué)仿真,仿真結(jié)果表明理論動力學(xué)建模完全可行,為控制器聯(lián)合仿真做了理論鋪墊。(3)分別在關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間對Delta機(jī)器人進(jìn)行軌跡規(guī)劃。在關(guān)節(jié)空間選擇五次多項式對各關(guān)節(jié)進(jìn)行插補(bǔ),通過MATLAB中jtraj函數(shù)對關(guān)節(jié)角度、角速度、角加速度和運動軌跡做了仿真;笛卡爾空間選擇YOZ平面圓角矩形為運動路徑,分段插補(bǔ)并實時計算各插補(bǔ)點坐標(biāo),通過ADAMS對該路徑下動平臺位置、關(guān)節(jié)角速度等進(jìn)行仿真。(4)...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 Delta并聯(lián)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 運動學(xué)分析方法
        1.3.2 動力學(xué)分析方法
        1.3.3 軌跡規(guī)劃方法
        1.3.4 軌跡跟蹤控制方法
    1.4 本文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
第二章 Delta并聯(lián)機(jī)器人運動學(xué)、動力學(xué)分析
    2.1 Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)運動學(xué)建模
        2.1.1 Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度分析
        2.1.2 Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置反解分析
        2.1.3 Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置正解分析
        2.1.4 反解與正解計算
    2.2 Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析
        2.2.1 基于機(jī)構(gòu)約束的雅克比矩陣
        2.2.2 速度分析
        2.2.3 加速度分析
        2.2.4 奇異性分析
    2.3 動力學(xué)建模
        2.3.1 全并聯(lián)機(jī)器人的質(zhì)量矩陣
        2.3.2 剛性桿的質(zhì)量矩陣貢獻(xiàn)
    2.4 基于虛功原理的動力學(xué)方程
        2.4.1 Delta機(jī)器人的質(zhì)量矩陣
        2.4.2 Delta并聯(lián)機(jī)器人質(zhì)量矩陣簡化
        2.4.3 Delta并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)模型
        2.4.4 Delta并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)模型簡化
    2.5 逆動力學(xué)仿真驗證
        2.5.1 ADAMS仿真模型
        2.5.2 Simulink仿真模型
    2.6 本章小結(jié)
第三章 Delta并聯(lián)機(jī)器人軌跡規(guī)劃及仿真
    3.1 機(jī)械手軌跡函數(shù)的選擇
        3.1.1 軌跡函數(shù)的選擇原則
        3.1.2 確定軌跡函數(shù)模型
    3.2 軌跡規(guī)劃設(shè)計
        3.2.1 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃
        3.2.2 笛卡爾空間軌跡規(guī)劃
        3.2.3 笛卡爾空間直線插補(bǔ)
        3.2.4 笛卡爾空間圓弧插補(bǔ)
        3.2.5 圓角矩形路徑規(guī)劃
        3.2.6 ADAMS軌跡仿真
    3.3 本章小結(jié)
第四章 Delta機(jī)器人軌跡跟蹤控制設(shè)計與仿真
    4.1 基于動力學(xué)模型的計算力矩控制
    4.2 基于計算力矩法的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
        4.2.1 基于計算力矩法的模糊自整定控制器設(shè)計
        4.2.2 模糊控制器具體設(shè)計
        4.2.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償控制
        4.2.4 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        4.2.5 加入RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)哪：嬎懔乜刂?br>        4.2.6 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及權(quán)值自適應(yīng)律推導(dǎo)
    4.3 控制器聯(lián)合仿真實驗
        4.3.1 計算力矩控制仿真驗證
        4.3.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)挠嬎懔乜刂破?br>        4.3.3 兩種控制器性能比較
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 存在問題與進(jìn)一步研究設(shè)想
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號：3828337