【摘 要】
：
机械臂的目标轨迹往往通过试教法确定,再通过轨迹规划算法确定各个关节的速度曲线,传统的轨迹规划算法仅考虑了机械臂运动学模型的非线性及关节电机速度的限制,这使得规划的轨迹不能充分发挥机械臂的工作效率。如何通过优化目标轨迹来提高机械臂的工作效率具有重要的研究价值。本文以直角坐标六自由度机械臂（简称:直角坐标机械臂）为例,结合直角坐标机械臂的运动学模型、动力学模型,以及关节的驱动速度、加速度、驱动力/力矩
论文部分内容阅读
机械臂的目标轨迹往往通过试教法确定,再通过轨迹规划算法确定各个关节的速度曲线,传统的轨迹规划算法仅考虑了机械臂运动学模型的非线性及关节电机速度的限制,这使得规划的轨迹不能充分发挥机械臂的工作效率。如何通过优化目标轨迹来提高机械臂的工作效率具有重要的研究价值。本文以直角坐标六自由度机械臂（简称:直角坐标机械臂）为例,结合直角坐标机械臂的运动学模型、动力学模型,以及关节的驱动速度、加速度、驱动力/力矩等限制,对直角坐标机械臂目标轨迹的速度曲线进行规划。本文的主要工作如下:（1）首先建立了直角坐标机械臂运动学和动力学模型。基于直角坐标机械臂动力学模型对目标轨迹进行时间近似最优轨迹规划（简称:速度曲线规划算法）,考虑到速度曲线规划算法需要较为准确的动力学模型,采用最小二乘法对直角坐标机械臂本体惯性参数进行辨识。对直角坐标机械臂负载即负载的惯性参数辨识,采用基于动量偏差设计驱动力/力矩观测器（简称:观测器）的对负载驱动力/力矩的进行观测;并通过实验方法验证了驱动力/力矩观测器对负载驱动力/力矩观测的有效性。（2）其次对速度曲线规划算法进行研究。直角坐标机械臂运动学模型与动力学模型及关节速度、加速度、力矩等限制采用路径参数s进行参数化表示,将目标轨迹速度曲线的规划问题转化为s s-相平面的二维优化问题。采用模糊推理方法计算路径参数的特征路径点数目,并着重介绍了满足多重约束下路径参数最大速度曲线的获取方法,最后采用修型/射靶算法对最大速度曲线进行矫正,减小最大速度曲线的大幅波动,得到满足关节速度、加速度、力矩等限制的最大速度曲线。（3）最后通过实验验证速度曲线规划算法的有效性及计算效率。对简单轨迹、复杂轨迹进行速度曲线规划,验证速度曲线规划算法的有效性。对比不同轨迹规划算法规划同一目标轨迹的计算时间及本文速度曲线规划算法对简单轨迹、复杂程度的计算时间,分析影响速度曲线规划算法的因素。通过实验表明,1)速度曲线规划算法能够较为充分的利用电机驱动能力,对简单轨迹、复杂轨迹都具有良好的规划效果;2)速度曲线规划算法的计算效率与目标轨迹的复杂程度成正比关系,目标轨迹越复杂计算时间越长;3)速度曲线规划算法相对于遗传算法、凸优化算法具有更高的计算效率。
其他文献
硅藻土具有比表面积大、吸附性强、化学稳定性好等优点,用途十分广泛。我国硅藻土工业起步晚,研发和生产技术落后,硅藻土资源利用附加值较低。由于我国优质硅藻土资源有限,每年需要从国外进口大量具有高附加值的硅藻土助滤剂、功能填料,面临着优质硅藻土资源短缺与对高端硅藻土制品需求量增加的矛盾。因此对低等级的硅藻土进行研究开发具有巨大的市场需求、良好的应用前景、较高的经济效益和社会效益。硅藻土的白度值的高低是多
拉曼散射光谱是一种众所周知的基于分子光子非弹性散射的分析工具,它提供了分子的特征振动、化学和结构的信息。然而,拉曼散射受到低散射截面的影响,导致其非常低的灵敏度。利用表面增强散射（Surface enhanced Raman scattering,SERS）技术解决了这一关键问题。由于分析物吸附在SERS基底上（例如粗糙的贵金属或过渡金属表面）,分子拉曼散射截面可以显著地放大。表面增强拉曼光谱作为
当前,我国的经济发展步入新常态,产能过剩、环保污染等问题日益严重,转型升级、转变发展方式、调整产业结构和优化战略布局是我国钢铁行业的发展方向,国丰钢铁在620mm窄带钢生产线上采用超快速冷却技术的同时也面临着诸多考验。本文以“GF08Al热轧超快冷工艺与成形性能研究”项目为背景,以东北大学RAL国家重点实验室为平台,以不同超快速冷却工艺条件下的产品为研究对象,研究了热轧工艺、冷轧退火工艺对GF08
随着全球经济快速发展,汽车需求量剧增,由此引起对能源和环境等问题的关注。为此,各国提出可持续发展的绿色出行策略。相比于传统内燃机车辆,新能源车辆以其经济环保的优势得到快速发展,逐渐占据汽车市场的一席之地。动力电池技术作为新能源汽车的关键技术之一,为保证其能够在复杂的路况和环境下安全高效工作,一个有效的电池管理系统将是非常必要的。通过估计电池的内部荷电状态（State of Charge,SOC）,
腐蚀广泛的发生在国防科技、环保工业、医疗卫生等行业中,其中钢铁类材料腐蚀尤为严重。据统计,每年我国因腐蚀损害导致的经济损伤高达5200亿元。除了经济损失外,腐蚀也时常诱发灾难性事故,飞机锈蚀坠毁、石油转子破坏、轮船船底破洞等。因此,研究腐蚀后金属的失效机理和力学性能具有重要的学术意义。相较于传统的物理和化学方法检测方法,超声波Lamb波检测方法成本低、检测更准确快速,检测面积更大,故常作为工业检测
近年来汽车自动辅助驾驶技术得到快速的发展和应用。但目前道路上行驶的车辆配置的驾驶辅助系统功能参差不齐,许多缺乏基本的驾驶辅助功能,如避撞预警功能,变道预警功能。为了以低成本的方式提高这些车辆的驾驶安全性能,使用深度学习图像处理技术,基于单目摄像头实现了驾驶预警系统相应功能的开发。基于单目摄像头的深度学习前处理的驾驶预警系统通过周边环境感知,提示驾驶员相关危险信息。路面基本环境信息应包括车辆信息和车
精密数控机床不仅是工业现代化与国防现代化的技术前提,也是高精尖技术产业的支撑工具。伴随着5G、云计算、边缘计算、人工智能等新兴技术的不断推进与演化,以精密数控机床为代表的智能制造将在万物感知,万物互联,万物智能的未来中扮演极其重要的角色。而衡量数控机床设计与加工过程中性能好坏的关键性指标就是机床的加工精度。本文以国家科技重大专项子课题“机床制造过程可靠性保障技术研究与应用”为依托,以三轴精密立式加
水面舰船是国家海上作战的重要力量,而舰载机是水面舰船不可缺少的作战力量之一。舰载机的性能和数量决定了军舰的作战能力,舰艇载机量越大,实力越强。为了节省机翼占用空间,增强舰艇运载能力,舰载机的机翼需设计成可折叠式。机翼折叠作动器,也可称为机翼折叠展开机构,是折叠翼中的核心机构,其性能好坏将直接决定一个折叠系统的优劣。本课题依托于与某研究所合作项目,要求在规定尺寸、质量及载荷作用下,设计一种用于某型舰
本试验主要研究饲粮中添加枯草芽孢杆菌（Bacillius subtilis,BS）和紫苏籽提取物（Perilla seed extract,PSE）对断奶仔猪生长性能、抗氧化能力和肠道健康的影响。试验采用2×2因子设计。选择杜洛克×长白×大约克三元断奶仔猪96头（30±1日龄）,随机分为4个处理组,每个处理6个重复,每个重复4头猪。处理组为:-BS-PSE组（基础日粮）;+BS-PSE组（基础日粮
特种机械臂是某特种试验中的关键机构,搭载模型运动以达到试验目的。机械臂在运动过程中,可能与周围环境或另一机械臂发生碰撞,需要对特种机械臂进行有效的碰撞检测。现有的机械臂碰撞检测方法中,基于动力学模型的碰撞检测方法由于不需要安装任何外部传感器而适用于该机械臂,但是这种方法的效果取决于动力学模型的准确性。因此,需要先对机械臂进行动力学参数辨识。现有的辨识方法普遍将动力学参数和摩擦力参数一起作为最小参数