本文關鍵詞：工業(yè)機器人柔性動態(tài)誤差分析及補償策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)機器人在輕質、高速、重載和高精度等工程技術方面的發(fā)展,對由于柔性引起的機器人動態(tài)誤差的研究越來越多。單純的將連桿和關節(jié)視作剛性體的研究仿真已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)對機器人的要求�；跈C器人動力學模型建立的動態(tài)誤差補償系統(tǒng)難以對機器人進行實時控制,大多都是停留在理論研究的層面上。本文利用仿真得到的動態(tài)誤差數(shù)據(jù),反向建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的機器人誤差補償模型,用以補償機器人柔性引起的動態(tài)誤差。本文首先建立機器人剛性體模型,對其進行了動力學、運動學建模和仿真,分析了不同負載對機器人各個關節(jié)力和力矩的影響,得到了機器人末端理論的位置數(shù)據(jù);然后建立機器人剛柔耦合動力學模型,利用假設模態(tài)法對拉格朗日動力學方程進行了離散化處理,對系統(tǒng)整體的動力學方程進行了數(shù)值仿真,得到了機器人剛柔耦合模型下不同負載的末端誤差曲線;利用ANSYS和ADAMS軟件聯(lián)合仿真,抽取了腰部關節(jié)、大臂、肩部關節(jié)、小臂的六階模態(tài),導入到ADAMS軟件中建立了機器人剛柔耦合的仿真模型,分析了關節(jié)受力和力矩,并與剛性體模型做了對比,研究了關節(jié)加速度和負載對機器人末端軌跡的影響,提取了動態(tài)誤差的數(shù)據(jù)。最后將得到的誤差數(shù)據(jù)進行處理,整理成輸入樣本矩陣和目標樣本矩陣,建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡,利用它對樣本進行了訓練,得到了動態(tài)誤差補償系統(tǒng),通過對新樣本的仿真,得到的輸出與目標輸出的誤差很小,驗證了補償器的正確性,取得了較好的效果。
【關鍵詞】：動態(tài)誤差 誤差補償 剛柔耦合 聯(lián)合仿真 BP神經(jīng)網(wǎng)絡
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 工業(yè)機器人的發(fā)展及現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 概述11
• 1.2.2 工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.2.3 工業(yè)機器人動態(tài)誤差研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究的主要內容16-17
• 第2章 機器人剛體模型運動學動力學分析及仿真17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 機器人運動學分析17-26
• 2.2.1 機器人連桿坐標系和連桿參數(shù)的確定17-19
• 2.2.2 機器人運動學正解19-21
• 2.2.3 機器人運動學反解21-23
• 2.2.4 機器人雅可比矩陣23-26
• 2.3 機器人動力學分析26-28
• 2.4 剛性體模型仿真分析28-32
• 2.4.1 機器人三維模型的建立28
• 2.4.2 剛體模型運動學仿真28-29
• 2.4.3 剛體模型動力學仿真29-32
• 2.5 本章小結32-33
• 第3章 機器人剛柔耦合動力學建模33-46
• 3.1 引言33
• 3.2 建模的理論基礎和方法33-36
• 3.2.1 非線性有限元法34
• 3.2.2 附加初始應力幾何剛度法34-35
• 3.2.3 幾何非線性法35
• 3.2.4 子系統(tǒng)法35
• 3.2.5 有限段法35-36
• 3.3 動力學方程的建立36-37
• 3.3.1 牛頓-歐拉方法36
• 3.3.2 拉格朗日方程36
• 3.3.3 Kane方程36
• 3.3.4 Hamilton原理36-37
• 3.4 剛柔耦合動力學建模37-43
• 3.4.1 剛性子系統(tǒng)動力學方程38
• 3.4.2 柔性子系統(tǒng)動力學方程38-39
• 3.4.3 動力學方程的離散39-42
• 3.4.4 系統(tǒng)整體的動力學方程42-43
• 3.5 數(shù)值仿真分析43-45
• 3.6 本章小結45-46
• 第4章 剛柔耦合模型仿真及誤差數(shù)據(jù)提取46-61
• 4.1 引言46
• 4.2 ANSYS與ADAMS聯(lián)合仿真敘述46-50
• 4.2.1 ANSYS軟件概述及其優(yōu)點46-47
• 4.2.2 ADAMS軟件概述及其優(yōu)點47-49
• 4.2.3 ANSYS與ADAMS聯(lián)合仿真優(yōu)勢49-50
• 4.3 剛柔耦合模型仿真50-59
• 4.3.1 機器人模型關鍵部件的柔性化50-54
• 4.3.2 剛柔耦合模型動力學仿真54-56
• 4.3.3 剛柔耦合模型運動學仿真56-57
• 4.3.4 不同工況條件對機器人末端誤差的影響57-59
• 4.4 機器人末端誤差數(shù)據(jù)的提取59
• 4.5 本章小結59-61
• 第5章 機器人柔性引起的動態(tài)誤差分析及補償61-69
• 5.1 引言61-62
• 5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡概述62-64
• 5.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型62-63
• 5.2.2 常用的神經(jīng)元激勵函數(shù)63
• 5.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡的分類63-64
• 5.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的動態(tài)誤差補償器設計64-66
• 5.3.1 動態(tài)誤差補償器控制模型64
• 5.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡控制器設計64-66
• 5.4 動態(tài)誤差補償器的訓練與仿真66-68
• 5.5 本章小結68-69
• 結論69-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果73-74
• 致謝74

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1 桑恩方;采樣和量化動態(tài)誤差分析[J];哈爾濱船舶工程學院學報;1982年01期

2 李莉,張鳳菊,劉利民;減小熱電偶動態(tài)誤差的方法[J];一重技術;2003年03期

3 許珀文;;掃頻法調測幅頻特性動態(tài)誤差的減小[J];電視技術;1988年03期

4 孔力,程晶晶,鐘志平,劉文中;γ射線透射組分測量的動態(tài)誤差分析[J];選煤技術;2001年02期

5 肖正林;牟建華;;慣導平臺調平動態(tài)誤差消除方法研究[J];宇航學報;2008年02期

6 林紅斌;解靜;王妍;;基于正弦直線過載的慣組動態(tài)誤差標定方法[J];系統(tǒng)工程與電子技術;2013年10期

7 郝魁紅,王化祥,潘勇;射線法兩相流測量的動態(tài)誤差研究[J];核電子學與探測技術;2004年06期

8 趙磊;楊杰;;基于Solidworks Simulation的三坐標測量儀動態(tài)誤差分析[J];機床與液壓;2012年01期

9 羅成芳，柏建國;動態(tài)誤差的自動補償[J];四川輕化工學院學報;1994年04期

10 史麗萍,孫寶元;傳感器動態(tài)誤差的修正方法[J];黑龍江大學自然科學學報;2003年01期

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1 蔣敏蘭;費業(yè)泰;;動態(tài)誤差分解與溯源理論與方法研究[A];第三屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2005年

2 王慶剛;裴東興;祖靜;劉鵬;;測壓器應用環(huán)境校準的研究[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學術年會論文集（上冊）[C];2004年

3 杜亮;;示波器測量上升時間的動態(tài)誤差評估[A];2007年度中國航空學會計量技術專業(yè)委員會計量與質量專題學術交流會論文集[C];2007年

4 查月;魏學通;李瑩;;基于Simulink的捷聯(lián)慣導系統(tǒng)動態(tài)誤差特性仿真研究[A];2008年船舶通信導航學術年會論文集[C];2008年

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1 周園;工業(yè)機器人柔性動態(tài)誤差分析及補償策略研究[D];燕山大學;2016年

2 成曉南;差動變壓器式位移傳感器動態(tài)誤差分析及補償技術研究[D];武漢科技大學;2015年

3 王欣;三坐標測量機動態(tài)誤差分析[D];西安理工大學;2007年

4 周騰飛;Bernstein基多項式函數(shù)的高精度計算及其動態(tài)誤差分析研究[D];國防科學技術大學;2011年

5 胡茂留;多功能動態(tài)精度研究實驗系統(tǒng)的結構設計與誤差分析[D];合肥工業(yè)大學;2010年

6 楊偉光;捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)動態(tài)誤差標定與補償算法研究[D];國防科學技術大學;2009年

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