本文關(guān)鍵詞：時(shí)間能量最優(yōu)的機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人軌跡規(guī)劃

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【摘要】：機(jī)場(chǎng)跑道異物是指在飛機(jī)起飛或者降落區(qū)域內(nèi)出現(xiàn),并可能對(duì)飛機(jī)或機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)造成損傷的不屬于原有跑道或者機(jī)場(chǎng)的外來物質(zhì)。大量的案例和實(shí)驗(yàn)表明機(jī)場(chǎng)跑道異物如果不及時(shí)處理會(huì)造成非常嚴(yán)重的危害。機(jī)場(chǎng)跑道異物主要具有復(fù)雜性及危害性大的特點(diǎn):復(fù)雜性是指其類型、形狀、體積及重量等都比較復(fù)雜及不確定;危害性大是大量的案例及實(shí)驗(yàn)都證明其對(duì)飛機(jī)、人員及機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)的危害之大。機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人必須及時(shí)的將異物從機(jī)場(chǎng)跑道或者機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)收集并轉(zhuǎn)移,因此處理及時(shí)性是必須要保障的參數(shù)。本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):51375519),本文提出的機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人包括機(jī)器人移動(dòng)底座及異物處理操作臂,以機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人為研究對(duì)象,以蟻群算法及高階多項(xiàng)式插值理論為基礎(chǔ),采用時(shí)間及能量消耗最優(yōu)建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人模型及其操作臂進(jìn)行研究。使異物處理機(jī)器人在多處異物間移動(dòng)軌跡最優(yōu),能及時(shí)到達(dá)異物點(diǎn)并進(jìn)行處理;同時(shí)操作臂末端軌跡光滑平順,具有時(shí)間及能量消耗低的特性。本文主要做了以下研究工作:(1)為了提高機(jī)器人在多目標(biāo)下移動(dòng)的效率,綜合分析影響到達(dá)異物點(diǎn)速度的各個(gè)因素,得出移動(dòng)的路程是決定機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人到達(dá)異物處的核心影響因素。首先建立異物的坐標(biāo),在不考慮機(jī)器人載重能力的前提下通過運(yùn)用蟻群算法進(jìn)行軌跡規(guī)劃,然后結(jié)合實(shí)際使用的情況,考慮機(jī)器人對(duì)跑道異物的裝載能力以及機(jī)場(chǎng)跑道異物的危害性不同,進(jìn)行移動(dòng)軌跡規(guī)劃。(2)為了使機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人操作臂末端處理異物時(shí)軌跡連續(xù)平滑,時(shí)間能量最優(yōu),對(duì)操作臂數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了正解和逆解,通過對(duì)操作臂末端運(yùn)行軌跡進(jìn)行高階多項(xiàng)式插值,對(duì)末端運(yùn)行軌跡進(jìn)行優(yōu)化。(3)通過Matlab仿真,實(shí)現(xiàn)在不考慮異物處理機(jī)器人載重能力的最優(yōu)移動(dòng)軌跡,及考慮異物處理機(jī)器人載重能力以及考慮異物危害程度情況下機(jī)器人往返于異物處理中心及異物點(diǎn)之間的最優(yōu)軌跡。實(shí)現(xiàn)了整體移動(dòng)距離最短,處理效率最高,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人整體移動(dòng)過程中的時(shí)間能量最優(yōu)。(4)通過Matlab仿真,計(jì)算并繪制出操作臂末端的坐標(biāo)變化情況,繪制出完整的末端運(yùn)動(dòng)軌跡,同時(shí)繪制出操作臂各關(guān)節(jié)的角度、速度及加速度變化曲線,驗(yàn)證了插值的有效性,實(shí)現(xiàn)跑道異物處理機(jī)器人操作臂末端運(yùn)行軌跡的優(yōu)化,時(shí)間能量最優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)場(chǎng)跑道異物 時(shí)間能量最優(yōu) 軌跡規(guī)劃 蟻群算法 Matlab
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 國外機(jī)器人研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國內(nèi)機(jī)器人研究現(xiàn)狀13
• 1.2.3 機(jī)場(chǎng)跑道異物處理國外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.4 機(jī)場(chǎng)跑道異物處理國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 解決的主要問題17
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人操作臂運(yùn)動(dòng)分析19-32
• 2.1 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)理論基礎(chǔ)19-22
• 2.1.1 機(jī)械臂坐標(biāo)系20-21
• 2.1.2 機(jī)械臂坐標(biāo)系變換21-22
• 2.2 操作臂模型確定22-23
• 2.3 操作臂運(yùn)動(dòng)學(xué)正解23-29
• 2.4 操作臂運(yùn)動(dòng)學(xué)反解29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 機(jī)場(chǎng)跑道異物處理整體運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃32-38
• 3.1 蟻群優(yōu)化算法32-33
• 3.2 構(gòu)建基于蟻群算法數(shù)學(xué)模型33-35
• 3.3 基于蟻群算法異物處理軌跡優(yōu)化35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人操作臂軌跡規(guī)劃算法38-45
• 4.1 操作臂控制與軌跡規(guī)劃38-39
• 4.2 軌跡規(guī)劃目的及過程39-41
• 4.3 操作臂軌跡插值41-44
• 4.3.1 三次多項(xiàng)式插值42-43
• 4.3.2 高階多項(xiàng)式插值43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第五章 仿真及模型驗(yàn)證45-68
• 5.1 不考慮承載能力的異物處理軌跡規(guī)劃46-47
• 5.2 考慮承載能力的異物處理軌跡規(guī)劃47-52
• 5.2.1 不同承載能力軌跡規(guī)劃仿真48-51
• 5.2.2 不同承載能力軌跡規(guī)劃仿真結(jié)果分析51-52
• 5.3 考慮跑道異物危害性的軌跡規(guī)劃52-65
• 5.3.1 不同承載能力考慮危害性軌跡規(guī)劃仿真53-64
• 5.3.2 不同承載能力考慮危害性軌跡規(guī)劃仿真結(jié)果分析64-65
• 5.4 機(jī)場(chǎng)跑道異物處理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真65-68
• 第六章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 展望68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果75

【相似文獻(xiàn)】

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1 李煜;肖剛;;機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J];激光與紅外;2011年08期

2 蒲剛;許鵬;任平;薛置瀅;;基于圖像分析的機(jī)場(chǎng)跑道毀傷效果評(píng)估研究[J];艦船電子工程;2012年02期

3 費(fèi)智婷;周朝陽;岑小鋒;吳飚;;機(jī)場(chǎng)跑道毀傷效果評(píng)估系統(tǒng)研究[J];指揮控制與仿真;2012年01期

4 張樹干;趙伯林;;機(jī)場(chǎng)跑道不平度的測(cè)量[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1983年10期

5 李小毛;唐延?xùn)|;肖潁杰;;多尺度線狀目標(biāo)的機(jī)場(chǎng)跑道識(shí)別[J];紅外與激光工程;2005年06期

6 應(yīng)龍;欒悉道;吳玲達(dá);;高分辨率遙感圖像中機(jī)場(chǎng)跑道快速檢測(cè)方法[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2006年02期

7 Bill Burchell;孫立;;機(jī)場(chǎng)跑道安全技術(shù)[J];航空維修與工程;2010年03期

8 操斌;;機(jī)場(chǎng)跑道侵入應(yīng)對(duì)策略[J];無線互聯(lián)科技;2013年03期

9 朱夢(mèng)宇,楊裕亮;基于分形特征的機(jī)場(chǎng)跑道識(shí)別算法的研究[J];紅外技術(shù);2005年02期

10 李長(zhǎng)耿;舒健生;姚挺;王U，

本文編號(hào)：603527