多关节机器人运动控制中的重力补偿研究

目录

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2.1机器人系统动力学建模方法的研究现状

1.2.2机器人系统轨迹跟踪控制方法研究现状

1.2.3机器人系统重力补偿方法研究现状

1.3 本文研究内容

第2章 多关节机器人运动学与动力学的建模与仿真

2.1.1三维空间位姿描述

2.1.2连杆坐标系与齐次变换矩阵

2.1.3机器人正逆运动学

2.2.1机器人正运动验证

2.2.2机器人逆运动验证

2.3基于Lagrange方程的机器人动力学建模

2.3.1 机器人上任意一点速度的求解

2.3.2 系统动能的求解

2.3.3 系统势能的求解

2.3.4 系统动力学方程推导

2.4机器人动力学仿真验证

2.4.1基于多项式插值的机器人轨迹规划

2.4.2机器人动力学仿真验证

2.5本章小结

第3章 力学参数变化规律及外部影响因素分析

3.1基于蒙特卡洛法的机器人工作空间求解

3.2.1重力矩变化规律分析

3.2.2极端情况下重力矩对机器人位姿的影响

3.3机器人工作空间中惯性力和科氏力特性分析

3.4有效载荷对力学参数的影响

3.5本章小结

第4章 依赖模型属性的重力前馈补偿控制策略

4.1关节电机驱动模型

4.2关节电机伺服控制器设计

4.2.1电流环控制器设计

4.2.2速度环控制器设计

4.2.3位置环控制器设计

4.2.4仿真及性能分析

4.3单连杆系统控制器设计与分析

4.3.1单连杆系统控制器设计

4.2.3仿真及性能分析

4.4.1 PD控制率设计

4.4.2稳定性分析

4.4.3仿真及性能分析

4.5.1重力补偿PD控制率设计

4.5.2稳定性分析

4.5.3仿真及性能分析

4.6本章小结

第5章 迭代学习轨迹跟踪控制器设计

5.1.1未知末端负载对重力前馈补偿的负面影响

5.1.2运行速率对重力前馈补偿的负面影响

5.2多连杆机器人的PD型迭代学习控制器设计与仿真

5.2.1特定初始条件下的迭代学习控制器设计与仿真

5.2.2适应任意初始条件的迭代学习控制器设计与仿真

5.3.1自适应迭代学习控制器设计

5.4.2仿真分析

5.5本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢