近年來,工業(yè)智能制造的飛速發(fā)展對現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了極大的推動作用,串聯(lián)機械臂作為工業(yè)制造領域的關鍵載體對航天、汽車等制造領域正起著越來越重要的作用。盡管國外的機器人技術(shù)相當成熟,但國內(nèi)在串聯(lián)機械臂運動控制算法研究方面仍存在一些不足,距離實際工程應用還有一段距離。為滿足高速高精度運動需求,本文從拐角光順、奇異位形規(guī)避、位姿速度前瞻以及速度同步規(guī)劃四個方面展開研究,提出了一套滿足實際應用的位姿前瞻和速度同步規(guī)劃的運動控制算法,能保證較高的運行效率和軌跡精度。在整個運動規(guī)劃過程中,軌跡規(guī)劃是機器人運動的前提,運動學建模是基礎。本文以Elfin機器人為樣機進行運動學建模,軌跡光順選取運算簡單且滿足速度連續(xù)性的圓弧作為局部拐角光順曲線,對可能出現(xiàn)的路徑分別建立過渡模型,并判斷路徑中可能存在的奇異點,臨近奇異位形時提前降速,并在關節(jié)空間中平穩(wěn)通過奇異點,通過實驗驗證兩算法的可行性。在機器人速度前瞻部分,分析線段銜接處的速度約束條件并建立修正約束模型。分析在前瞻時位姿速度約束計算不當導致位姿無法同步運動,提出了一種同步前瞻控制策略,在原有速度模型的基礎上加入位移約束,適當調(diào)整本段末速度,使得當前段位姿的... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 課題關鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機器人軌跡光順技術(shù)
        1.2.2 機器人奇異位形規(guī)避技術(shù)
        1.2.3 機器人同步前瞻技術(shù)
        1.2.4 機器人速度規(guī)劃和插補技術(shù)
    1.3 課題研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
        1.3.1 課題研究內(nèi)容
        1.3.2 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 機器人軌跡光順與奇異位形規(guī)避算法
    2.1 機器人運動學建模
        2.1.1 機器人正運動學建模
        2.1.2 機器人逆運動學建模
    2.2 機器人軌跡光順
        2.2.1 構(gòu)建過渡圓弧
        2.2.2 圓弧速度約束
    2.3 機器人奇異位形規(guī)避
        2.3.1 雅可比矩陣求解
        2.3.2 奇異位形分析與分離
        2.3.3 奇異點路徑規(guī)劃
    2.4 軌跡光順算法實現(xiàn)與驗證
    2.5 奇異位形規(guī)避算法實現(xiàn)與驗證
    2.6 本章小結(jié)
第三章 機器人位姿同步前瞻控制算法
    3.1 前瞻控制原理
    3.2 修正前瞻規(guī)劃算法
    3.3 位姿前瞻同步分析
    3.4 同步前瞻控制策略
        3.4.1 位姿同步約束
        3.4.2 制定區(qū)間加減速規(guī)則
    3.5 位姿同步前瞻算法實現(xiàn)與驗證
    3.6 本章小結(jié)
第四章 機器人速度規(guī)劃算法
    4.1 加減速規(guī)劃算法概述
    4.2 周期圓整誤差分析
        4.2.1 變周期圓整策略
        4.2.2 變周期算法實現(xiàn)與驗證
    4.3 PVT速度規(guī)劃與插補策略
        4.3.1 多項式規(guī)劃
        4.3.2 基于S型曲線的PVT規(guī)劃策略
    4.4 PVT速度規(guī)劃算法實現(xiàn)與驗證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 機器人前瞻控制算法系統(tǒng)實現(xiàn)與性能測試
    5.1 系統(tǒng)實驗平臺搭建
        5.1.1 平臺硬件實現(xiàn)
        5.1.2 平臺軟件實現(xiàn)
    5.2 系統(tǒng)實驗驗證與算法性能分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    總結(jié)
    創(chuàng)新點
    展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的科研成果
致謝
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3193470