六自由度冗余驱动并联机器人控制策略的研究

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并联机器人是由多个并行链构成的闭环运动系统,与传统的串联机器人相比有很大的不同。它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、动力性能好等一系列优点。本论文以一种6自由度(6-DOF)8输入冗余驱动并联机器人为研究对象,基于并联机器人的机械结构和冗余驱动的基本原理,给出了并联机器人的运动学逆解;给出了并联机器人的动力学模型的建立方法,并用拉格朗日法建立了并联机器人的动力学模型的标准形式;在此基础上建立了并联机器人的SimMechanics机械模型;根据生物神经内分泌调节原理提出了一种神经内分泌智能控制算法,并给出了仿真结果。本论文的主要贡献如下;(1)对机器人及并联机器人的发展及研究现状进行了综述,总结了目前并联机器人研究领域所取得的成就和存在的问题,提出了本论文的研究内容。(2)介绍了一种6-DOF冗余驱动并联机器人的结构及自均力冗余驱动基本原理。并详细分析了该并联机器人的运动学逆解模型。(3)详细总结了并联机器人动力学模型的几种常用的方法,并根据拉格朗日法分析并联机器人的特征,建立了并联机器人的拉格朗日动力学方程。(4)给出了MATLAB中SimMechanics各模块集的基本用法。根据并联机器人的结构和其运动学逆解建立了并联机器人的SimMechanics模型。(5)根据生物神经内分泌调节原理提出了一种神经内分泌智能控制算法,给出了算法的详细过程,通过并联机器人控制的仿真实验,表明了该算法的有效性。(6)在LabVIEW环境下利用NI-7350控制卡驱动伺服电机实现了该并联机器人控制系统。
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