本文關(guān)鍵詞：彈復(fù)性兩自由度機(jī)械手的關(guān)節(jié)故障檢測(cè)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：彈復(fù)性機(jī)器人是指能快速準(zhǔn)確的檢測(cè)到自身發(fā)生故障的位置和類型,并能自發(fā)的實(shí)施相應(yīng)的故障修復(fù)策略以達(dá)到繼續(xù)完成給定的任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)原定功能的一類機(jī)器人。彈復(fù)性機(jī)器人在很大程度上提高了機(jī)器人的自動(dòng)智能化水平,并且大大延長(zhǎng)了機(jī)器人的工作壽命,已經(jīng)成為機(jī)器人領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向。機(jī)器人能快速準(zhǔn)確的檢測(cè)出發(fā)生故障的位置并識(shí)別故障類型是它實(shí)施故障修復(fù)策略的前提條件,機(jī)器人的故障檢測(cè)與診斷技術(shù)是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)彈復(fù)性功能的基礎(chǔ)。針對(duì)彈復(fù)性機(jī)器人的故障檢測(cè)問(wèn)題,本文根據(jù)基于數(shù)學(xué)多模型的故障檢測(cè)方法,并以兩自由度機(jī)械手為對(duì)象進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。本文首先基于拉格朗日方程,推導(dǎo)了n自由度可重構(gòu)模塊機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程,給出了普遍適用的可重構(gòu)模塊機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程。隨后,以機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程為基礎(chǔ),無(wú)色卡爾曼濾波算法為核心,建立一套基于數(shù)學(xué)模型的多模型性故障檢測(cè)與診斷算法。該方法同時(shí)采用多個(gè)無(wú)色卡爾曼濾波器對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的真實(shí)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤估計(jì),運(yùn)用廣義偽貝葉斯估計(jì)對(duì)多個(gè)濾波器的估計(jì)結(jié)果進(jìn)行信息融合。每個(gè)濾波器對(duì)應(yīng)不同的故障模式,根據(jù)濾波器的輸出結(jié)果判定機(jī)器人系統(tǒng)目前所處于的模式,完成機(jī)器人的故障檢測(cè)與診斷。本文以最基本的兩自由度機(jī)器人為例,在Matlab仿真平臺(tái)上,編制了整套的故障檢測(cè)與診斷Simulink程序,進(jìn)行了完整的故障檢測(cè)與診斷的仿真實(shí)驗(yàn),有力的驗(yàn)證了本文提出的基于無(wú)色卡爾曼濾波的多模型故障檢測(cè)方法的可行性與有效性。
【關(guān)鍵詞】：彈復(fù)性機(jī)器人 故障檢測(cè)與診斷 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程 無(wú)色卡爾曼濾波 廣義偽貝葉斯估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP241
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 彈復(fù)性機(jī)器人簡(jiǎn)介9-10
• 1.2 研究問(wèn)題10-12
• 1.2.1 彈復(fù)性機(jī)器人的研究問(wèn)題10-11
• 1.2.2 本課題研究問(wèn)題11-12
• 1.3 可重構(gòu)模塊機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 機(jī)器人故障檢測(cè)技術(shù)介紹13-18
• 1.4.1 基于數(shù)學(xué)模型的故障檢測(cè)方法13-15
• 1.4.2 多模型的故障檢測(cè)方法15-16
• 1.4.3 卡爾曼濾波理論的發(fā)展16-18
• 1.4.4 貝葉斯估計(jì)理論的發(fā)展18
• 1.5 本文的結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第2章 機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型及狀態(tài)空間方程20-39
• 2.1 機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型20-24
• 2.1.1 拉格朗日方程20-22
• 2.1.2 機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型22-24
• 2.2 機(jī)械手的狀態(tài)空間方程24-25
• 2.3 含故障機(jī)械手的狀態(tài)空間方程25-27
• 2.3.1 機(jī)械手故障類型25
• 2.3.2 含有故障的機(jī)械手狀態(tài)空間方程25-27
• 2.4 兩自由度機(jī)械手動(dòng)力學(xué)特性分析27-38
• 2.4.1 兩自由度機(jī)械手動(dòng)力學(xué)模型27-29
• 2.4.2 機(jī)械手的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-32
• 2.4.3 無(wú)故障機(jī)械手系統(tǒng)仿真32-34
• 2.4.4 含有故障的機(jī)械手系統(tǒng)仿真34-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 兩自由度機(jī)械手的狀態(tài)估計(jì)39-49
• 3.1 卡爾曼濾波理論39-42
• 3.2 無(wú)色卡爾曼濾波理論42-46
• 3.2.1 無(wú)色變化42-44
• 3.2.2 無(wú)色卡爾曼濾波算法44-46
• 3.3 狀態(tài)估計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 基于多模型狀態(tài)估計(jì)的故障檢測(cè)理論49-56
• 4.1 多模型故障檢測(cè)方法49-51
• 4.2 多模型信息融合算法51-53
• 4.3 信息融合仿真實(shí)驗(yàn)53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 基于多模型狀態(tài)估計(jì)的故障檢測(cè)仿真分析56-61
• 5.1 基于多模型狀態(tài)估計(jì)的故障檢測(cè)仿真程序56-57
• 5.2 系統(tǒng)無(wú)故障時(shí)多模型估計(jì)結(jié)果57-59
• 5.3 系統(tǒng)故障時(shí)多模型估計(jì)結(jié)果59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第6章 論文總結(jié)與展望61-63
• 6.1 本文總結(jié)61
• 6.2 工作展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-70
• 附錄Ⅰ 動(dòng)力學(xué)方程參數(shù)矩陣70-72
• 附錄Ⅱ 無(wú)色卡爾曼濾波算法72-76
• 附錄Ⅲ 廣義偽貝葉斯程序76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 張玉華;趙杰;張亮;齊立哲;蔡鶴皋;;新型模塊化可重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年S1期

2 趙杰;王衛(wèi)忠;蔡鶴皋;;可重構(gòu)機(jī)器人封閉形式的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解計(jì)算[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年08期

3 蔡自興;智能控制及移動(dòng)機(jī)器人研究進(jìn)展[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年05期

4 段琢華,蔡自興,于金霞;未知環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)綜述[J];機(jī)器人;2005年04期

5 費(fèi)燕瓊,董慶雷,趙錫芳;自重構(gòu)模塊化機(jī)器人的結(jié)構(gòu)[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2005年06期

6 柴霖,袁建平,羅建軍,方群,岳曉奎;非線性估計(jì)理論的最新進(jìn)展[J];宇航學(xué)報(bào);2005年03期

7 李斌,劉金國(guó),談大龍;可重構(gòu)模塊機(jī)器人傾翻穩(wěn)定性研究[J];機(jī)器人;2005年03期

8 余東峰,孫兆林;基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)不確定推理的研究[J];微型電腦應(yīng)用;2004年08期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陸鵬;基于局部信息的可重構(gòu)模塊機(jī)器人容錯(cuò)控制方法[D];吉林大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：彈復(fù)性兩自由度機(jī)械手的關(guān)節(jié)故障檢測(cè)方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：260071