DGR—5A机器人的动力学及控制

摘要 DGR-5A 机器人是我们自行设计的五自由度全关节型电动机器人.本文讨论了该机器人的动力学及控制问题.为此对机器人的各杆臂建立坐标系并详尽地计算了各杆臂的惯性参数.在推导了该机器人前三个自由度的动力学方程和分析了动力学特性之后,我们提出了一种实时计算量少,易于工程实现的控制方案.最后对该方案进行了仿真研究,仿真的结果是颇为令人满意的.     

第二章 机器人动力学

机器人动力学的对象是写出描述机器人动力学行为的数学方程,其研究目的是:1)机器人运动的仿真运算,2)设计机器人控制系统,3)设计机器臂的结构。 推导机器臂的动力学方程通常所用的方法有:1)拉格朗日方程法,2)牛顿——欧     

机器人臂的模型参数识别及其仿真

本文提出了一种识别机器人臂动力学方程的模型参数的方法.通过重组机器人臂的拉氏函数,使得臂的动力学方程中的模型参数个数最少;进一步形成了上三角块形式的机器人臂的模型参数识别公式.通过使用最小二乘法和龙格-库塔方法,对一个两连杆操作臂的模型参数的识别进行了仿真,得到了高的仿真精度.本方法有助于机器人的控制算式中有关操作臂的参数的确定和机器人的机械设计.     

两柔性机器人协调操作的动力学模型及其逆动力学分析

柔性机器人动力学是当前机器人研究的热点,而其协调操作问题目前仍为空白．本 文首次建立了柔性机器人协调操作刚性负载的动力学模型,利用有限元法和Lagrange方程, 在柔性机器人协调操作的运动学和动力学协调约束条件基础上,推导出系统的动力学方程, 提出了其逆动力学问题的解决方案,并成功给出了平面两3R柔性臂协调操作的数值算例．     

机器人控制基础(二)

第二讲机器人操作手动力学动力学的研究对象是建立描述机器人操作手动力学行为的数学模型,研究的目的是:1)设计机器人控制系统;2)设计机器人臂的结构;进行机器人运动的仿真运算。建立机器人操作手动力学模型所用的方法有:1)拉格朗日—欧拉(Lagrange—Eu-ler)方程法;2)牛顿—欧拉(Newton-Eul-er)方程法;3)广义达朗贝尔(Generalizedd'Alembert)方程法;4)其它方法,如阿沛尔方程法,哈密顿方程法等。     

工业机器人空间曲线实时轨迹规划算法

本文设计了一种六轴机械臂沿空间曲线行走的控制算法。算法使机器人对输入空间曲线计算出各关节的电机控制命令使机器人沿曲线运动。算法中推导出机器人逆运动学各关节解析解,使机械臂控制器计算过程由解方程组简化为代数运算。对类似结构的机械臂都可以使用,具有一定的通用性。使用Matlab对算法进行编程实现,从而验证了文章所设计算法的正确性。     

柔性臂漂浮基空间机器人建模与轨迹跟踪控制

利用拉格朗日法和假设模态方法建立了末端柔性的两臂漂浮基空间机器人的非线性动力学方程．通过坐标变换,推导出一种新的以可测关节角为变量的全局动态模型,并在此基础上运用基于模型的非线性解耦反馈控制方法得到关节相对转角与柔性臂的弹性变形部分解耦形式控制方程．最后,讨论了柔性臂漂浮基空间机器人的轨迹跟踪问题,并通过仿真实例计算,表明该模型转换及控制方法对于柔性臂漂浮基空间机器人末端轨迹跟踪控制的有效性．     

计及环境特征的刚-柔机械臂动力学建模方法与理论研究

基于Kane方程推导建立了在惯性参考坐标系中的刚—柔机械臂的非线性动力学模型 ,并利用假设模态的方法对方程进行离散 .在对刚—柔机械臂进行主动柔顺控制时 ,柔性机械臂要受到未确知外部环境的约束 .本文建立了计及环境特征的一般柔性多体系统动力学模型以及计及环境特征的刚—柔机械臂动力学模型 .     

6维矩阵及操作臂的运动学动力学

本文应用6×6转换阵,6维铰基矢阵导出操作臂雅可比阵,并应用子系统牛顿欧拉递推法解出了带回路操作臂的动力学.具有方程数少,递归及程式化计算,易于工程应用,便于推广到解复杂机器人运动学、动力学.并以5杆回路操作臂为例作了程式化计算.     

一种双连杆柔性臂动力学模型的研究

针对末端位置受约束的双连杆柔性机械臂,通过哈密顿原理得到系统的分布参数模型,推导了描述关节角,柔性杆振动和接触力之间关系的动力学模型.根据3个假设条件推导柔性臂简化的集中参数动力学模型及准静态方程,利用了计算力矩法设计的控制器对模型进行控制,通过Matlab进行仿真,利用Matlab的符号运算功能,编制M文件实现数学模型自动推导,整个建模和运算过程简单、直观和高效,并绘制了参数轨迹图像,验证了模型的有效性,已应用到小波神经网络控制算法研究中.