隨著工業(yè)生產(chǎn)速度的加快以及規(guī)�；a(chǎn)對(duì)質(zhì)量和技術(shù)要求的不斷提高,工業(yè)機(jī)器人連續(xù)運(yùn)行速度成為衡量一個(gè)機(jī)器人質(zhì)量的重要指標(biāo),以完成任務(wù)時(shí)間最短為目標(biāo)的高速機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡最優(yōu)化成為目前相關(guān)學(xué)者研究的熱點(diǎn)。由于大中型機(jī)器人機(jī)械臂自重、負(fù)載較大,在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)其動(dòng)力學(xué)問(wèn)題不可避免,因此本文提出結(jié)合動(dòng)力學(xué)的工業(yè)機(jī)器人軌跡最優(yōu)化方案,主要內(nèi)容分為以下幾部分。工業(yè)機(jī)器人的數(shù)學(xué)建模。以STEPSA1400機(jī)器人為研究對(duì)象,基于改進(jìn)DH參數(shù)法建立其數(shù)學(xué)模型,并給出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解表達(dá)式和牛頓歐拉動(dòng)力學(xué)公式�；谡硿䦷�(kù)倫摩擦模型進(jìn)行摩擦參數(shù)辨識(shí),并綜合考慮重力與轉(zhuǎn)子慣量的影響,提高動(dòng)力學(xué)模型精度;最后通過(guò)動(dòng)力學(xué)力矩前饋方式驗(yàn)證了機(jī)器人數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性�？紤]動(dòng)力學(xué)特性的軌跡規(guī)劃。在最優(yōu)化基礎(chǔ)上,提出了在關(guān)節(jié)空間以五次B樣條作為關(guān)節(jié)軌跡模型,考慮機(jī)器人的關(guān)節(jié)速度、力矩和位姿約束,以工作時(shí)間最短為目標(biāo)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方案。通過(guò)對(duì)比三種軌跡模型在最優(yōu)化算法下性能,驗(yàn)證了B樣條的優(yōu)越性;指出目前最優(yōu)化約束條件中存在問(wèn)題,提出了僅采用關(guān)節(jié)速度約束的策略,并根據(jù)軌跡類(lèi)型添加了軌跡位姿約束策略。針對(duì)機(jī)器人部分關(guān)節(jié)伺服... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１部分重載機(jī)器人型號(hào)??

第１章緒論??結(jié)合動(dòng)力學(xué)的工業(yè)機(jī)器人軌跡最優(yōu)化??七?＞?￣￣￣??第１章緒論??；—：?－〇?－－＾－ｉ??！?第２章機(jī)器人與最優(yōu)化基礎(chǔ)?丨??！?－??－－１??第３章動(dòng)力學(xué)約束下軌跡規(guī)劃??：創(chuàng)新??ｎ—ｒ??｜??ｉ研宂??＾??！??第４章混合最優(yōu)化??［???＼７?：］??丨｜｜?第５章機(jī)器人仿真與實(shí)驗(yàn)??＇＇?????十…??第６章總結(jié)與展望??圖１－２論文總體組織結(jié)構(gòu)??第１章介紹了課題的研宄背景與意義，闡明了機(jī)器人軌跡最優(yōu)化的迫切需求??與動(dòng)力學(xué)約束的必要性。總結(jié)了目前學(xué)者對(duì)于軌跡最優(yōu)化的研宄現(xiàn)狀，從最優(yōu)化??模型，軌跡規(guī)劃模型和約束條件三個(gè)方面進(jìn)行綜述，并結(jié)合課題實(shí)際情況做出了??合理的選擇。??第２章介紹了機(jī)器人和最優(yōu)化的基礎(chǔ)理論。運(yùn)動(dòng)學(xué)方面建立了?ＤＨ參數(shù)模??型，推導(dǎo)了正逆解表達(dá)式；動(dòng)力學(xué)方面采用了牛頓歐拉動(dòng)力學(xué)公式，對(duì)機(jī)器人關(guān)??節(jié)摩擦進(jìn)行辨識(shí)。介紹了動(dòng)力學(xué)前饋，并驗(yàn)證了其有效性；最優(yōu)化方面介紹了遺??傳算法和ＳＱＰ算法的理論基矗??第３章介紹了動(dòng)力學(xué)約束下軌跡規(guī)劃。對(duì)于目標(biāo)軌跡預(yù)處理，提出了型值點(diǎn)??生成策略進(jìn)行預(yù)處理？，對(duì)于軌跡規(guī)劃，對(duì)比了多種模型在最優(yōu)化算法環(huán)境下的性??能表現(xiàn)，驗(yàn)證了?Ｂ樣條的優(yōu)越性能；介紹了規(guī)劃過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)約束，??根據(jù)軌跡類(lèi)型添加了位置約束，并針對(duì)于特定關(guān)節(jié)提出了力矩過(guò)載時(shí)間約束策略。??最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)證型值點(diǎn)生策略和約束條件的可行性。??第４章介紹了混合優(yōu)化模型。首先介紹了遺傳算法對(duì)于非線性約束的處理和??程序流程的設(shè)計(jì)，并根據(jù)課題情況改進(jìn)了交叉和變異等遺傳算子；然后介紹了?

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??Ｚ，?＾￣＾￣??０?ｔ??ｖ?Ｚ：?Ｚ３??７１?木?＾??４?４??Ａ）???令丄－??圖２－１?ＭＤＨ參數(shù)法坐標(biāo)系??表２－１新時(shí)達(dá)機(jī)器人ＭＤＨ參數(shù)表格??連桿Ｚ?Ｉ，．，?ｄｔ?９，?轉(zhuǎn)動(dòng)范圍??１?０?０?±１６５。??２?／，?９０°?０?０２?＋６５°￣－１８０°??３?１２?０?０?０ｙ?＋１６０。？－１１０。??４?／３?９０。?ｄＡ?９，?±１７０。??５?０?－９０°?０?〇５?±１２０°??６?０?９０°?ｄ６?ｅ６?±３６０。??２．１．２運(yùn)動(dòng)學(xué)正解??根據(jù)ＭＤＨ參數(shù)表格２－１與公式２－１，給出各個(gè)連桿的變換矩陣如下：??ｃ，?－ｓ，?０?０?ｃ２?－ｓ２?０?／，?ｃ３?－ｓ３?０?Ｉ２??〇Ｔ?＝?Ｓｌ?Ｃ１?００?ｌｒ?＝?０?０?－！?〇?２Ｔ?＝?５３?Ｃ３?００??＇￣?０?０?＼?ｄｘ?２￣?Ｓ２?ｃ２?０?０?３＿０?０?１０??０?０?０?１」?｜＿０?０?０?ｌｊ?｜＿０?０?０?１??１０??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃及優(yōu)化研究綜述[J]. 郭勇,賴(lài)廣.  機(jī)械傳動(dòng). 2020(02)
[2]工業(yè)機(jī)器人時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃仿真研究[J]. 張惠敏.  軟件導(dǎo)刊. 2020(03)
[3]工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)[J]. 王琳輝.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(29)
[4]基于粒子群算法的工業(yè)機(jī)器人焊接系統(tǒng)[J]. 黨宏社,孫俊龍,陶亞凡,王淼.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2019(10)
[5]基于三次參數(shù)樣條的機(jī)器人路徑平滑算法研究[J]. 喬亮,李澤文,胡杰,李照祥.  電腦知識(shí)與技術(shù). 2019(22)
[6]基于復(fù)合形法的時(shí)間最優(yōu)機(jī)械臂軌跡規(guī)劃[J]. 陳晗,李林升.  機(jī)械傳動(dòng). 2019(03)
[7]工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 曹泓浩.  科技風(fēng). 2019(05)
[8]模擬退火遺傳算法在機(jī)械臂路徑規(guī)劃中的應(yīng)用[J]. 宗玉杰,崔建偉.  測(cè)控技術(shù). 2018(03)
[9]關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究綜述[J]. 李黎,尚俊云,馮艷麗,淮亞文.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(05)
[10]基于牛頓歐拉法的SCARA機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)[J]. 張鐵,梁驍翃,覃彬彬,劉曉剛.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(10)

博士論文
[1]串聯(lián)機(jī)器人多目標(biāo)軌跡優(yōu)化與運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 王會(huì)方.浙江大學(xué) 2011
[2]六自由度串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)優(yōu)化與軌跡跟蹤控制研究[D]. 劉松國(guó).浙江大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于動(dòng)力學(xué)的小型工業(yè)機(jī)器人軌跡優(yōu)化算法研究[D]. 沈錦華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于自適應(yīng)遺傳算法的六軸工業(yè)機(jī)器人時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃[D]. 程正智.安徽工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于動(dòng)力學(xué)的機(jī)械臂最優(yōu)軌跡規(guī)劃[D]. 胡友忠.浙江大學(xué) 2016
[4]基于PUMA560工業(yè)機(jī)器人慣量前饋技術(shù)仿真研究[D]. 李勁松.天津理工大學(xué) 2015
[5]基于遺傳算法的機(jī)械臂時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃[D]. 張秀林.蘭州理工大學(xué) 2014
[6]樣條曲線插補(bǔ)算法及其自適應(yīng)速度控制研究[D]. 陳蔚.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[7]面向多點(diǎn)高速裝配應(yīng)用的六軸工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析仿真[D]. 江興旺.浙江大學(xué) 2014
[8]關(guān)于序列二次規(guī)劃（SQP）算法求解非線性規(guī)劃問(wèn)題的研究[D]. 石國(guó)春.蘭州大學(xué) 2009
[9]基于遺傳算法B樣條曲線優(yōu)化在機(jī)器人軌跡規(guī)劃中應(yīng)用[D]. 陳丹.武漢科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3087825