基于粒子群算法的并联机器人位姿误差建模与补偿方法研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 14次 | 上传用户:huazhongtan
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并联机器人的位姿精度是衡量其工作性能好坏的重要指标之一。随着科学技术的不断发展,并联机器人已广泛应用于各个领域,提高位姿精度以适应各种高精度场合是机器人研究领域的热点问题。本文以课题组的Stewart六自由度并联机器人为研究对象,对其位姿误差进行建模;依据并联机器人的位姿误差模型,对其位姿误差进行仿真研究;根据位姿误差仿真结果,提出改进粒子群算法,对并联机器人的位姿误差进行补偿。首先,介绍并联机器人的基础理论,对其运动学求解方法进行介绍,对正向运动学的两种解法及各自的优缺点进行了分析,阐明了选择反向求解的依据。对并联机器人进行奇异性分析,并对其工作空间进行了分析,为科学选择并联机构的设计参数奠定了基础。其次,通过闭环矢量法求解铰链方向矢量,建立并联机器人的位姿误差模型,并对影响并联机器人位姿精度的因素进行分析。通过对初始位姿参数和机构参数的仿真研究,总结出初始位姿参数和机构参数对并联机器人的位姿误差的影响规律。对并联机器人的奇异性进行研究,为并联机器人结构参数的选取提供依据。最后,为提高Stewart并联机器人的位姿精度,提出了改进粒子群算法,对并联机器人位姿误差进行补偿。从影响并联机器人位姿误差的因素中,选择各铰链点误差和驱动杆长误差参数两个关键因素,将铰链点误差转化为驱动杆长误差参数,用改进的粒子群算法对其寻优,使并联机器人的整体位姿误差达到最小。最终并联机器人的位姿误差获得了较好的补偿,位姿精度得到了明显的改善。
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