本文關鍵詞：三維索牽機器人位姿控制關鍵問題的研究

  更多相關文章： 柔索驅動 并聯(lián)機器人 粒子群算法 模糊PID控制 運動學模型

【摘要】：隨著科學技術的不斷發(fā)展,機器人技術異軍突起并不斷走向成熟,大量并聯(lián)機器人和串聯(lián)機器人技術融入到人們日常生產和生活中。然而,在某些特定場合,僅僅靠現(xiàn)有的機器人技術已不能滿足其應用需求。因此,柔索并聯(lián)機器人技術應運而生。柔索并聯(lián)機器人技術作為一門新興的學科,綜合了串聯(lián)機器人和并聯(lián)機器人技術的優(yōu)點和特點,逐步應用到現(xiàn)代生活的多個領域。本文以目前應用最為廣泛的三維索牽攝像機器人為例,針對三維索牽機器人位姿控制的關鍵問題,主要從理論上對三維索牽機器人機構進行分析,并用先進的PID優(yōu)化算法對末端的三維云臺結構進行優(yōu)化,提高系統(tǒng)的控制準確度,從而使索牽攝像機器人拍攝出清晰的圖像。首先,根據(jù)三維索牽機器人系統(tǒng)的結構和需求,從宏觀上對其進行理論分析,建立了通用的運動學模型,通過數(shù)值仿真驗證了理論模型的合理性,為后面的相關硬件選型和位姿控制奠定了理論基礎。其次,根據(jù)三維索牽機器人的具體控制要求,對三維索牽機器人的基本硬件選型進行了介紹,從而保證在硬件方面滿足三維索牽機器人的控制要求。最后,為了使三維索牽機器人避免種種擾動因素的影響拍攝出清晰穩(wěn)定的畫面,以末端執(zhí)行器的穩(wěn)定云臺為研究對象,采用改進的模糊PID控制算法對模型進行數(shù)值仿真和優(yōu)化,使其滿足精度要求。本文研究了三維索牽機器人機構位姿控制的相關問題,包括相應的理論分析,相關器件的選型,以及末端執(zhí)行器精度的優(yōu)化,并通過相應的數(shù)值仿真進行了驗證,基本滿足實際應用的需求。
【關鍵詞】：柔索驅動 并聯(lián)機器人 粒子群算法 模糊PID控制 運動學模型
【學位授予單位】：天津職業(yè)技術師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的背景與意義8-11
• 1.1.1 課題研究背景8-10
• 1.1.2 課題研究的意義10-11
• 1.2 三維索牽機器人系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展11-13
• 1.2.1 三維索牽機器人系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 柔索并聯(lián)機器人系統(tǒng)發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 三維索牽機器人系統(tǒng)設計分析13
• 1.3.1 柔索并聯(lián)機器人系統(tǒng)的研究階段13
• 1.3.2 柔索并聯(lián)機器人系統(tǒng)設計分析13
• 1.4 論文組織結構13-15
• 第2章 系統(tǒng)總體方案設計與關鍵技術分析15-19
• 2.1 系統(tǒng)需求分析15
• 2.2 系統(tǒng)總體設計方案15-17
• 2.2.1 柔索驅動裝置部分設計16
• 2.2.2 末端執(zhí)行器部分設計16
• 2.2.3 中央控制臺部分設計16-17
• 2.3 三維索牽攝像機器人系統(tǒng)工作流程17
• 2.4 關鍵技術分析17-18
• 2.4.1 力學分析概述17-18
• 2.4.2 控制策略概述18
• 2.5 本章小結18-19
• 第3章 三維索牽機器人系統(tǒng)理論研究19-29
• 3.1 三維索牽機器人機構運動學19-25
• 3.1.1 幾何模型的建立19-20
• 3.1.2 運動學逆解分析20-21
• 3.1.3 運動學正解分析21-23
• 3.1.4 系統(tǒng)仿真23-25
• 3.2 三維索牽機器人機構動力學25-27
• 3.2.1 靜力學分析25-26
• 3.2.2 動力學分析26-27
• 3.3 本章小結27-29
• 第4章 三維索牽機器人硬件選型與設計29-36
• 4.1 中央控制臺的設計29-30
• 4.1.1 中央控制臺需求分析29
• 4.1.2 控制臺主要器件選擇29-30
• 4.2 執(zhí)行機構的設計30-34
• 4.2.1 執(zhí)行機構需求分析30-31
• 4.2.2 執(zhí)行機構主要器件選擇31-34
• 4.2.3 電機控制方式的選擇34
• 4.3 本章小結34-36
• 第5章 末端執(zhí)行器控制方法的研究36-46
• 5.1 末端執(zhí)行器結構分析36-38
• 5.1.1 三維云臺數(shù)學模型36-37
• 5.1.2 三維云臺擾動因素分析37-38
• 5.2 PID控制理論38-40
• 5.2.1 PID基本原理38-39
• 5.2.2 PID仿真分析39-40
• 5.3 模糊PID控制40-45
• 5.3.1 模糊控制器設計40-43
• 5.3.2 模糊PID控制器43-44
• 5.3.3 粒子群算法優(yōu)化的模糊PID控制44-45
• 5.3.4 三維云臺模糊PID仿真分析45
• 5.4 本章小結45-46
• 第6章 工作總結與展望46-47
• 6.1 主要工作總結46
• 6.2 不足與展望46-47
• 參考文獻47-51
• 致謝51-52
• 申請學位期間的發(fā)表的論文及參與科研情況52

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本文編號：661747