具有冗余自由度的机械臂逆运动学研究

摘要

该文从几个不同的角度研究了冗余度机械臂的逆运动学、轨迹规划及控制问题,主要内容如下:首先,研究了常规的冗余度机械臂求解逆运动学的方法,采用模糊逻辑推理的方法,给出了一种冗余度机械臂逆运动学计算中的多性能准则融合方法,根据各个单独性能准则和它的变化量来实时确定各辅助性能准则的权重因子.第二,提出了一种新的冗余度机械臂求解逆运动学的方法——基于位置的冗余度机械臂逆运动学求解方法,利用关节空间的势场函数作为性能指标,采用最速下降法来搜索最优化参数.第三,研究了基于人工神经网络的机械臂逆运动学问题,首先提出了一种基于多层前向神经网络的逆运动学实时控制算法,进行了仿真实验,并给出了实验结果.第四,探讨了应用模糊逻辑解机械臂逆运动学问题.提出了一种基于模糊逻辑规则的机械臂逆运动学算法,并将该算法在平面二自由度机械臂上得到了实现.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2冗余度机器人

1.3冗余度机械臂逆运动学

1.4神经网络方法

1.5多机器人协调控制

1.6机器人运动规划与避碰

1.7本文研究的主要问题

第二章冗余度机械臂运动学的一般方法及多性能准则融合问题

2.1冗余度机械臂求解逆运动学的一般方法

2.2冗余度机械臂逆运动学计算中的多性能准则融合

本章小结

第三章基于位置的冗余度机器人逆运动学解法

3.1基于位置的冗余度机器人逆运动学解法

3.2实例分析

3.3一种七自由度冗余机器人的逆运动学解法

第四章基于人工神经网络和模糊逻辑的机器人逆运动学研究

4.1引言

4.2基于多层前向神经网络的机器人逆运动学实时控制算法

4.3基于RBF神经网络的机械臂逆运动学控制算法

4.4应用神经网络解冗余度机器人逆运动学问题

4.5一种基于模糊逻辑规则的机械臂逆运动学算法

4.6小结

第五章双臂协调避碰运动规划

5.1引言

5.2机械臂与障碍的建模

5.3碰撞检测

5.4避碰轨迹规划算法

5.5采用遗传算法解机械手关节运动

5.6机械臂关节解的遗传算法实现：

5.7双臂协调系统避碰运动轨迹规划的实现

4.8本章小结

第六章总结与展望

参考文献

附录：攻读博士学位期间参加的科研项目和发表的论文

致谢