本文關鍵詞：基于動力學的機械臂最優(yōu)軌跡規(guī)劃

  更多相關文章： 軌跡規(guī)劃 動力學模型 時間最優(yōu) 能量最優(yōu)

【摘要】：機械臂軌跡規(guī)劃是機器人運動規(guī)劃領域中至關重要的經典研究方向之一。隨著機器人時代的到來,機械臂在工業(yè)制造中得到了廣泛的應用,如何更好的利用機械臂的運動性能,獲得運行時間較短或者消耗能量更少的運動軌跡成為人們關注的重點。本文在總結歸納機械臂運動學軌跡規(guī)劃、動力學軌跡規(guī)劃和動力學模型參數辨識等方向上研究成果的基礎上,開展了以下幾部分工作：1.本文介紹了一種離線動力學參數辨識框架,并且重點改進了參數估計方法,采用帶權重的最小二乘法進行參數估計,使得在參數估計的過程中可以對精確的測量數據和不精確的測量數據區(qū)別對待。最后在彈性機械腿上驗證此辨識流程的有效性。2.本文將基于動力學模型的時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃問題變換為凸問題進行求解,通過改進此凸問題的目標函數,即添加額外的表示能量和力矩變化率的代價函數,使得規(guī)劃軌跡在兼顧時間較優(yōu)的情況下更加便于機械臂執(zhí)行。3.本文基于時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃的結果,給出一種給定運動時間的能量最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法,通過采用動態(tài)規(guī)劃算法,在時間軸上進行搜索得到給定運動時間的能量最優(yōu)軌跡。
【關鍵詞】：軌跡規(guī)劃 動力學模型 時間最優(yōu) 能量最優(yōu)
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP241
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 相關研究12-18
• 1.2.1 基于運動學的機器人軌跡規(guī)劃13-15
• 1.2.2 基于動力學的機器人軌跡規(guī)劃15-16
• 1.2.3 動力學模型參數辨識16-18
• 1.3 本文研究內容18-19
• 1.4 本文結構19-21
• 第二章 機械臂動力學模型參數辨識21-37
• 2.1 引言21-22
• 2.2 模型建立22-24
• 2.2.1 剛體動力學23
• 2.2.2 重力補償、動力學耦合和摩擦力23-24
• 2.3 辨識實驗設計24-25
• 2.3.1 激勵軌跡參數的選擇24-25
• 2.3.2 激勵軌跡最優(yōu)化25
• 2.4 數據獲取和信號處理25-28
• 2.4.1 數據平均和噪聲方差估計26
• 2.4.2 關節(jié)速度和關節(jié)加速度的計算26-28
• 2.5 參數估計和模型驗證28-30
• 2.5.1 參數估計28-29
• 2.5.2 模型驗證29-30
• 2.6 實驗與分析30-35
• 2.6.1 模型建立與激勵軌跡設計31
• 2.6.2 數據處理與參數估計31-34
• 2.6.3 模型驗證34-35
• 2.7 本章小結35-37
• 第三章 基于凸優(yōu)化的時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃37-51
• 3.1 引言37
• 3.2 基本問題描述37-39
• 3.3 基本時間最優(yōu)問題到凸優(yōu)化控制問題的變換39-40
• 3.4 擴展的凸優(yōu)化控制問題40-43
• 3.4.1 其他不等式約束41-42
• 3.4.2 目標函數優(yōu)化42
• 3.4.3 廣義的時間最優(yōu)問題42-43
• 3.5 數值計算43-46
• 3.6 實驗與分析46-49
• 3.6.1 實驗任務說明46-47
• 3.6.2 實驗結果47-49
• 3.7 本章小結49-51
• 第四章 給定運動時間的能量最優(yōu)軌跡規(guī)劃51-65
• 4.1 引言51
• 4.2 問題模型建立51-54
• 4.2.1 基本問題描述52
• 4.2.2 建模52-54
• 4.3 基于動態(tài)規(guī)劃的給定運動時間能量最優(yōu)軌跡規(guī)劃54-59
• 4.3.1 動態(tài)規(guī)劃算法概述54-56
• 4.3.2 動態(tài)規(guī)劃算法應用于軌跡規(guī)劃56-59
• 4.4 實驗與分析59-63
• 4.4.1 實驗平臺介紹59-60
• 4.4.2 實驗結果60-63
• 4.5 本章小結63-65
• 第五章 總結與展望65-67
• 5.1 總結65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻67-73
• 作者簡歷73-75
• 攻讀學位期間取得的研究成果75

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1 陶其銘,柯尊忠;機器人軌跡規(guī)劃新方法的研究[J];機床與液壓;2003年04期

2 張立勛;董玉紅;路敦民;沈錦華;;合作機器人軌跡規(guī)劃及實驗研究[J];中國機械工程;2005年22期

3 潘雙夏;季炳偉;童永峰;;基于操縱平穩(wěn)性的液壓挖掘機軌跡規(guī)劃方法[J];浙江大學學報(工學版);2006年08期

4 胡貫朋;高雪官;馬培蓀;;一種類人型機器人踢球時腿部軌跡規(guī)劃實驗方案[J];實驗室研究與探索;2006年01期

5 穆海華;周云飛;嚴思杰;韓愛國;;超精密點對點運動三階軌跡規(guī)劃精度控制[J];機械工程學報;2008年01期

6 張立勛;李彥濤;高峻;劉富強;;助餐機器人軌跡規(guī)劃研究[J];系統(tǒng)仿真學報;2010年05期

7 譚崗慧子;陳勁杰;;三指仿人靈巧手軌跡規(guī)劃及仿真研究[J];機械研究與應用;2010年03期

8 鄒風山;曲道奎;徐方;;真空機器人軌跡規(guī)劃研究[J];組合機床與自動化加工技術;2011年10期

9 徐鵬飛;羅慶生;韓寶玲;姚猛;;新型工業(yè)碼垛機器人軌跡規(guī)劃研究[J];組合機床與自動化加工技術;2012年05期

10 周榮荻;王海;;多指靈巧手關節(jié)空間的軌跡規(guī)劃研究[J];數字技術與應用;2012年07期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 張國偉;李斌;鄭懷兵;龔海里;王聰;;乒乓球靈巧機械臂軌跡規(guī)劃[A];第九屆全國信息獲取與處理學術會議論文集Ⅰ[C];2011年

2 楊淮清;金蘭;;基于動作基元的行走軌跡規(guī)劃及其在原地轉向型機器人中的應用[A];2006中國控制與決策學術年會論文集[C];2006年

3 張濤;李則婷;陳善本;;移動焊接機器人軌跡規(guī)劃[A];第十六次全國焊接學術會議論文摘要集[C];2011年

4 郭為忠;韓波;鄒慧君;;混合輸入機構的連續(xù)軌跡規(guī)劃研究[A];全國印刷、包裝機械凸輪、連桿機構學術研討會（第6屆全國凸輪機構學術年會）論文集[C];2005年

5 馮翼;李穎;趙新;劉景泰;;足球機器人運動軌跡規(guī)劃和避障算法的設計與實現[A];馬斯特杯2003年中國機器人大賽及研討會論文集[C];2003年

6 許瑛;渡徍克巳;許偉;;連桿曲線的等弧長分割法在機器人軌跡規(guī)劃中的應用[A];第十四屆全國機構學學術研討會暨第二屆海峽兩岸機構學學術交流會論文集[C];2004年

7 劉新建;李迅;張彭;;雙柔性桿機械手點位運動的關節(jié)軌跡規(guī)劃[A];1997中國控制與決策學術年會論文集[C];1997年

8 崔天時;陳天宏;;基于遺傳算法的采摘機器人軌跡規(guī)劃[A];黑龍江省農業(yè)工程學會2011學術年會論文集[C];2011年

9 單恩忠;戴斌;宋金澤;孫振平;;受控動力學樣條插值方法研究[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第一分冊）[C];2009年

10 荊懷靖;唐春英;任斐;王輝;;基于組合映射的網格曲面螺旋軌跡規(guī)劃[A];第二屆民用飛機制造技術及裝備高層論壇資料匯編（論文集）[C];2010年

中國重要報紙全文數據庫 前2條

1 譚論 哈恩晶;國外機器人“水土不服”國產機器人市場看好[N];中國工業(yè)報;2005年

2 黃柯;機器人產業(yè)躍過“臨界期” 企業(yè)摩拳擦掌[N];中國高新技術產業(yè)導報;2009年

中國博士學位論文全文數據庫 前7條

1 胡海靜;行星著陸軌跡規(guī)劃與制導控制方法研究[D];北京理工大學;2016年

2 禹鑫q，

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