簡(jiǎn)介：隨著陸地上不可再生資源的日益減少，對(duì)蘊(yùn)含豐富能源、資源的海洋空間的探索和開(kāi)發(fā)受到越來(lái)越多的國(guó)家的重視。水下作業(yè)機(jī)械手是水下機(jī)器人作業(yè)的必不可少的裝備，由于作業(yè)環(huán)境復(fù)雜以及自主性作業(yè)要求高等原因，使得水下作業(yè)機(jī)械手研究和實(shí)用化中面臨許多新的困難和問(wèn)題。目前，水下機(jī)械手多為電動(dòng)式或油液壓驅(qū)動(dòng)式，由于電動(dòng)式水下機(jī)械手的電機(jī)輸出端等需要?jiǎng)用芊馐沟藐P(guān)節(jié)體積較大，而油液壓驅(qū)動(dòng)式水下機(jī)械手則易造成泄漏污染，同時(shí)液壓驅(qū)動(dòng)式機(jī)械手存在控制精度較低的問(wèn)題。因此，研究水液壓驅(qū)動(dòng)的水下作業(yè)機(jī)械手及其控制技術(shù)具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。本文主要研究以下內(nèi)容（1）總結(jié)國(guó)內(nèi)外油液壓驅(qū)動(dòng)式及水液壓驅(qū)動(dòng)式水下作業(yè)機(jī)械手的研究現(xiàn)狀，分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為本文水液壓驅(qū)動(dòng)型水下作業(yè)機(jī)械手的研究奠定基礎(chǔ)；分析和總結(jié)目前水下機(jī)械手的控制方法，分析各種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為本文進(jìn)行水下機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究提供理論和技術(shù)支持。（2）針對(duì)本文所設(shè)計(jì)的水下作業(yè)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制精度指標(biāo)，分析液壓系統(tǒng)所需達(dá)到的流量控制精度指標(biāo)，分析水液壓傳動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)，研究微小流量的控制和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，為本文設(shè)計(jì)水下機(jī)械手的高精度水液壓系統(tǒng)提供理論參考和技術(shù)指導(dǎo)。通過(guò)分析本文研制的水下機(jī)械手的液壓系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)其水液壓系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)和改進(jìn)，確定了機(jī)械手的水液壓系統(tǒng)方案。研制了雙向單柱塞泵作為機(jī)械手的水液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)了液壓系統(tǒng)的微小流量輸出。（3）針對(duì)本文研制的水下機(jī)械手的液壓系統(tǒng)中雙向單柱塞泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方式，基于主從控制思想，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的總體方案，重點(diǎn)對(duì)從控制器硬件電路進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。對(duì)本文研制的雙向單柱塞泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制模塊、關(guān)節(jié)角度傳感器及位置信號(hào)采集模塊進(jìn)行詳細(xì)分析和設(shè)計(jì)，兩控制模塊各采用一塊ARM微處理器作為信息處理的核心，提高信息處理效率和控制性能，且避免相互之間的干擾。以機(jī)械手硬件控制體系為應(yīng)用平臺(tái)，設(shè)計(jì)主、從控制器的軟件控制體系結(jié)構(gòu)，完成軟件編程。（4）針對(duì)本文所研究的水下作業(yè)機(jī)械手，研究其運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)性能，并進(jìn)行軌跡規(guī)劃。針對(duì)本文研制的自由度冗余的機(jī)械手，建立其連桿坐標(biāo)系，利用DH法推導(dǎo)機(jī)械手的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，利用反變換法建立其逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；利用拉格朗日方法建立機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)方程，并考慮水動(dòng)力等因素對(duì)機(jī)械手水下作業(yè)過(guò)程的影響，完善機(jī)械手的水下動(dòng)力學(xué)方程；在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分別采用五次插值函數(shù)和線性插值方法對(duì)機(jī)械手的展開(kāi)和收回過(guò)程以及作業(yè)過(guò)程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究。（5）研究水下機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，建立其單關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)各組成部分及總體的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)本文研制的液壓系統(tǒng)在起動(dòng)及換向過(guò)程存在死區(qū)導(dǎo)致執(zhí)行元件動(dòng)作滯后的現(xiàn)象，研究液壓系統(tǒng)的死區(qū)特性及水下機(jī)械手的死區(qū)補(bǔ)償控制技術(shù)。本文采用對(duì)常規(guī)PID控制器進(jìn)行補(bǔ)償控制，通過(guò)在控制系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)增加死區(qū)補(bǔ)償環(huán)節(jié)，使執(zhí)行元件快速地渡過(guò)死區(qū)。利用仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證該控制方法能有效地減小液壓系統(tǒng)起動(dòng)及換向時(shí)執(zhí)行元件動(dòng)作滯后，提高響應(yīng)速度及軌跡跟蹤精度；同時(shí)還分析了幅值和換向頻率對(duì)于不同控制器軌跡跟蹤性能的影響。（6）為了保證本文研制的水下機(jī)械手的液壓系統(tǒng)工作可靠，對(duì)其進(jìn)行耐壓密封性能實(shí)驗(yàn)研究，包括外壓靜態(tài)密封性和內(nèi)壓靜態(tài)密封性以及動(dòng)態(tài)密封性實(shí)驗(yàn)。為確定液壓系統(tǒng)中的壓力損失情況，對(duì)液壓介質(zhì)、管路長(zhǎng)度、管路內(nèi)徑對(duì)液壓系統(tǒng)壓力損失的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并確定液壓系統(tǒng)最終采用的介質(zhì)和管路尺寸系列。針對(duì)常規(guī)PID控制器和帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)腜ID控制器，分別在陸上及水下進(jìn)行階躍信號(hào)和正弦信號(hào)的軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)研究，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證本文采用的死區(qū)補(bǔ)償控制方法的有效性。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多基于機(jī)械手的雙目視覺(jué)定位抓取研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：近些年隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在快速發(fā)展尤其是高速公路鐵路的建設(shè)中對(duì)我國(guó)隧道施工的機(jī)械化水平提出了新的要求與考驗(yàn)。尤其是在軟圍巖的隧道施工中其中開(kāi)挖過(guò)后的支護(hù)鋼拱架的安裝尤為關(guān)鍵。但是在現(xiàn)階段的國(guó)內(nèi)隧道施工中鋼拱架的安裝還是主要由人工或借助其他設(shè)備安裝不僅勞動(dòng)強(qiáng)度比較大而且效率和安全性又不能保證。為了實(shí)現(xiàn)高效率機(jī)械化施工急需設(shè)計(jì)制造鋼拱架安裝機(jī)械手。在了解和分析了隧道施工中鋼拱架安裝施工工藝后提出了鋼拱架安裝機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求在軟圍巖隧道施工中的鋼拱架多采用分段空中對(duì)接的安裝方式對(duì)鋼拱架安裝機(jī)械手做了總體的規(guī)劃設(shè)計(jì)。鋼拱架安裝機(jī)械手主要由鋼拱架夾持機(jī)構(gòu)手臂伸縮機(jī)構(gòu)通用液壓履帶地盤(pán)及電液控制系統(tǒng)等組成。鋼拱架伸縮臂及夾持機(jī)構(gòu)是安裝機(jī)械手的主要工作裝置主要由大小伸縮臂、調(diào)整油缸、夾持機(jī)構(gòu)等組成。本文主要對(duì)大小伸縮臂及夾持機(jī)構(gòu)的做了結(jié)構(gòu)及工作原理的設(shè)計(jì)分析。由于鋼拱架安裝機(jī)械手的機(jī)械手臂及夾持機(jī)構(gòu)對(duì)其在施工中的工作性能有重大影響在設(shè)計(jì)中采用了虛擬技術(shù)在SOLIDWKS中建立模型并且導(dǎo)入到仿真軟件ADAMS中進(jìn)行關(guān)鍵部件的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)分析得出機(jī)械手工作時(shí)的工作范圍和受力特性以及在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)鍵部件的受力情況。

簡(jiǎn)介：伴隨著現(xiàn)代科技的日新月異機(jī)器人技術(shù)得到了前所未有的蓬勃發(fā)展機(jī)器人被廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)領(lǐng)域。由于機(jī)器人在使用過(guò)程中綜合性能逐漸下降其可靠性和穩(wěn)定性無(wú)法得到保證導(dǎo)致其使用過(guò)程中存在一定的不確定因素因此其廣泛應(yīng)用正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為此本文從提高機(jī)器人可靠性的角度出發(fā)以工業(yè)機(jī)器人中的搬運(yùn)機(jī)械手系統(tǒng)為研究對(duì)象對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行分析同時(shí)對(duì)其工作可靠性進(jìn)行評(píng)估。確保機(jī)械手系統(tǒng)處于高可靠性狀態(tài)不僅可以提高其工作效率而且能夠避免發(fā)生安全事故保證生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行。首先基于失效模式對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析。基于FMEAFAILUREMODEEFFECTANALYSIS對(duì)機(jī)械手進(jìn)行分析從整體系統(tǒng)的角度出發(fā)分析機(jī)械手系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能找出系統(tǒng)中的部件可能發(fā)生的失效模式對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)進(jìn)行評(píng)估。基于FTAFAULTTREEANALYSIS對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)并對(duì)其重要度進(jìn)行評(píng)價(jià)采取相應(yīng)的改進(jìn)措施確保機(jī)械手系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中具有較高的可靠性。其次基于蒙特卡羅法對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)工作可靠性進(jìn)行評(píng)估。由于在機(jī)械手系統(tǒng)的工作過(guò)程中機(jī)械手爪的夾持力對(duì)其工作可靠性起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)準(zhǔn)確地描述機(jī)械手系統(tǒng)的夾持力特性基于蒙特卡羅法對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)的氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)的可靠性變化進(jìn)行描述實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的工作可靠性評(píng)估。然后基于灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)的性能衰退趨勢(shì)評(píng)估。本文基于灰色理論將機(jī)械手氣動(dòng)系統(tǒng)氣壓變化看成是一個(gè)含未知信息的灰色系統(tǒng)將其數(shù)據(jù)看成灰色量并利用灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)壓力值進(jìn)行預(yù)測(cè)。利用壓力值的變化趨勢(shì)達(dá)到對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)性能衰退趨勢(shì)的評(píng)估。最后本文基于VC開(kāi)發(fā)了可靠性分析中的FMEA和FTA模塊并對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性分析?；贛FCMICROSOFTFOUNDATIONCLASS的FMEA和FTA模塊開(kāi)發(fā)不僅提高了系統(tǒng)可靠性分析的效率和準(zhǔn)確度而且為系統(tǒng)的可靠性分析提供了可視化的工具。

簡(jiǎn)介：ROV駕駛員訓(xùn)練模擬器是一種應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仿真ROV在水下航行和作業(yè)的設(shè)備。在ROV作業(yè)的過(guò)程中機(jī)械手起到非常重要的作用，所有的作業(yè)都需要機(jī)械手完成。為了保證ROV模擬器能正常工作，本文對(duì)其關(guān)鍵部件ROV七功能機(jī)械手進(jìn)行了詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)分析并編譯了ROV模擬器機(jī)械手動(dòng)力學(xué)模塊的解算軟件。首先，對(duì)機(jī)械手模型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，建立了在以DH法為基礎(chǔ)的ROV七功能機(jī)械手和ROV本體的數(shù)學(xué)模型。并對(duì)其變換矩陣做了相應(yīng)的推導(dǎo)，導(dǎo)出了機(jī)械手和ROV本體的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的矩陣。其次，對(duì)ROV七功能機(jī)械手進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的理論分析。運(yùn)動(dòng)學(xué)主要對(duì)ROV七功能機(jī)械手的作業(yè)空間和各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)做了推導(dǎo)。動(dòng)力學(xué)主要運(yùn)用KANE法對(duì)ROV七功能機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題做了分析。并對(duì)其中的偏速度和偏角速度的遞推做了一些研究，得到其遞推公式。還有本文對(duì)ROV七功能機(jī)械手的水動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。主要運(yùn)用MISON方程，對(duì)七功能機(jī)械手的水動(dòng)力特性進(jìn)行研究。并應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT仿真計(jì)算了MISON方程中的阻力系數(shù)CD數(shù)的值。最后本文應(yīng)用FTRAN語(yǔ)言設(shè)計(jì)了ROV七功能機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)解算軟件，主要解算在有水流影響下和無(wú)水流影響下，還有ROV運(yùn)動(dòng)時(shí)候的機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)力矩。并且對(duì)無(wú)水流影響下的力矩應(yīng)用MATLAB機(jī)器人工具箱進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行了可視化的處理，對(duì)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比。本文通過(guò)對(duì)深水ROV七功能機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)分析，編譯了機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)解算軟件，為ROV駕駛員在操縱訓(xùn)練模擬器仿真作業(yè)過(guò)程中提供作業(yè)工具機(jī)械手的各項(xiàng)參數(shù)，確保模擬器在仿真作業(yè)中的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。

簡(jiǎn)介：機(jī)械手是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合的對(duì)象模型非線性和參數(shù)不確定性給基于模型的控制方法帶來(lái)了困難。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有逼近任意非線性映射的能力使其在控制系統(tǒng)的建模、辨識(shí)和控制中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)兩種不同類(lèi)別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遞歸型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析并分別應(yīng)用在機(jī)械手的逆模控制中取得令人滿(mǎn)意的效果。小腦模型關(guān)節(jié)控制器CMAC具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、學(xué)習(xí)速度快的特點(diǎn)。本文將其用于逼近機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)逆模型針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需輸入量較多的問(wèn)題提出了單輸入CMAC的逆模控制策略并應(yīng)用于二自由度機(jī)械手的軌跡控制。引入測(cè)量變量使網(wǎng)絡(luò)輸入由二維轉(zhuǎn)換為一維大大減少了網(wǎng)絡(luò)所需存儲(chǔ)空間提高了學(xué)習(xí)速度。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提的控制策略克服了機(jī)械手非線性和不確定性的影響是可行的。高階遞歸型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以以任意精度逼近一類(lèi)非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)本文給出了網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法并從數(shù)學(xué)上證明了該算法可以保證網(wǎng)絡(luò)收斂。再以三關(guān)節(jié)平面機(jī)械手為研究對(duì)象設(shè)計(jì)了二階遞歸型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將其用于逆模控制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械手軌跡控制的研究。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示基于高階遞歸型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軌跡控制比單獨(dú)PD控制效果明顯達(dá)到期望的控制性能而且所設(shè)計(jì)的二階遞歸型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需存儲(chǔ)空間少易于硬件實(shí)現(xiàn)。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多GDL拾放機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：光纖BRAGG光柵FBG具有尺寸小、重量輕、傳輸距離遠(yuǎn)、抗電磁干擾、耐腐蝕、無(wú)源等優(yōu)點(diǎn)它正成為傳感領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)是常被用來(lái)測(cè)量應(yīng)力溫度和應(yīng)變的一種新型的光纖傳感器它的應(yīng)用將有著非常廣闊的發(fā)展前景。本文主要研究?jī)?nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用性的光纖BRAGG光柵測(cè)力傳感器。為后期機(jī)械手或機(jī)器人提供必要的傳感支持。以光纖BRAGG光柵為研究對(duì)象對(duì)其傳感機(jī)理與交叉敏感及應(yīng)力增敏作了深入分析?？紤]工程實(shí)際的應(yīng)用側(cè)重論述光纖BRAGG光柵交叉敏感問(wèn)題、應(yīng)力增敏方案和如何實(shí)現(xiàn)空間力的測(cè)量。論文圍繞使用光纖BRAGG光柵測(cè)力傳感展開(kāi)。首先介紹光纖BRAGG光柵用于應(yīng)力測(cè)量的技術(shù)與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀其次介紹光纖BRAGG光柵的傳感原理從原理層面介紹FBG產(chǎn)生應(yīng)力、溫度交叉敏感的機(jī)理并提出新型溫度補(bǔ)償方案再次通過(guò)論述比較各種應(yīng)力增敏方案選擇適用的增敏方式用于傳感器的設(shè)計(jì)研究現(xiàn)行的機(jī)械手測(cè)力傳感器并設(shè)計(jì)能夠測(cè)量空間力的光纖BRAGG光柵傳感器。對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行受力模擬并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)介：醫(yī)護(hù)服務(wù)型機(jī)器人的機(jī)械手臂工作環(huán)境與人類(lèi)生活環(huán)境交織在一起機(jī)械手臂與人體及工作環(huán)境會(huì)有經(jīng)常性的接觸保證人體的安全是首要遵循的條件。隨著機(jī)械手臂控制復(fù)雜程度的增加如何準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的故障分類(lèi)是實(shí)現(xiàn)控制策略切換順利執(zhí)行動(dòng)作的前提。本文以剛性和柔性機(jī)械手臂為例重點(diǎn)研究殘余動(dòng)量故障檢測(cè)算法在此基礎(chǔ)上基于支持向量機(jī)設(shè)計(jì)故障分類(lèi)器對(duì)電機(jī)故障和碰撞故障這兩類(lèi)機(jī)械手臂運(yùn)行過(guò)程中最常出現(xiàn)的故障進(jìn)行分類(lèi)。首先基于拉格朗日原理分別運(yùn)用旋量理論和模態(tài)假設(shè)法建立剛性機(jī)械手臂和柔性機(jī)械手臂的動(dòng)力學(xué)模型推導(dǎo)整理得到詳細(xì)各項(xiàng)。其次利用上述機(jī)械手臂的動(dòng)力學(xué)模型推導(dǎo)得到殘余動(dòng)量故障檢測(cè)算法利用MATLABSIMULINK搭建算法仿真平臺(tái)。再次運(yùn)用ADAMS針對(duì)兩桿三自由度剛性機(jī)械手臂搭建虛擬樣機(jī)模型通過(guò)ADAMS和MATLAB聯(lián)合仿真完成故障仿真利用MATLABSIMULINKSIMMECHNICS分別建立剛性和柔性的兩桿二自由度機(jī)械手臂模型完成故障仿真。結(jié)果表明由不同系統(tǒng)模型推導(dǎo)得出的殘余動(dòng)量值對(duì)同一類(lèi)故障具有一致的特征。然后基于支持向量機(jī)原理建立故障分類(lèi)器以?xún)蓷U三自由度剛性機(jī)械手臂的殘余動(dòng)量值構(gòu)成的7種故障數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)提取特征向量利用LIBSVM對(duì)分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試得到分類(lèi)結(jié)果。最后在史陶比爾RX90機(jī)器人上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)提取剛性機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)得到殘余動(dòng)量值提取其特征向量最后訓(xùn)練分類(lèi)器并進(jìn)行測(cè)試得到測(cè)試結(jié)果。本文將殘余動(dòng)量故障檢測(cè)算法推廣到柔性機(jī)械手臂領(lǐng)域搭建了仿真平臺(tái)對(duì)比分析了剛性和柔性機(jī)械手臂殘余動(dòng)量值的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于支持向量機(jī)的剛性機(jī)械手臂殘余動(dòng)量故障檢測(cè)與分類(lèi)算法的有效性為基于殘余動(dòng)量的故障檢測(cè)與分類(lèi)的實(shí)際應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介：近年來(lái)，隨著人類(lèi)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化需求的增加，“機(jī)器換人”已成為趨勢(shì)，使得工業(yè)機(jī)器人研究受到了空前的關(guān)注。鑒于螺栓裝配與拆卸作業(yè)是制造業(yè)中重復(fù)性高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的一項(xiàng)工作，因此有必要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)螺栓自動(dòng)裝配的工業(yè)機(jī)器人。針對(duì)這一問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種螺栓裝配機(jī)械手并給出了其實(shí)現(xiàn)螺栓自動(dòng)拆裝的自抗擾控制器。本研究主要內(nèi)容包括⑴針對(duì)自抗擾控制器諸多參數(shù)的整定問(wèn)題，提出了一種基于調(diào)節(jié)時(shí)間和觀測(cè)時(shí)間的參數(shù)整定新方法。一方面，通過(guò)建立調(diào)節(jié)時(shí)間與控制器帶寬之間的關(guān)系，給出了基于調(diào)節(jié)時(shí)間整定非線性控制器參數(shù)KP和KD的方法；另一方面，利用所定義的觀測(cè)時(shí)間的概念，提出了一種新的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器ESO參數(shù)整定策略，優(yōu)化了現(xiàn)有基于觀測(cè)器帶寬的整定方法，實(shí)現(xiàn)了自抗擾控制器中諸多參數(shù)的快速整定。⑵針對(duì)螺栓的自動(dòng)化裝配問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種實(shí)現(xiàn)螺栓自動(dòng)裝配功能的機(jī)械手。該機(jī)械手具有8個(gè)自由度，其中主體結(jié)構(gòu)由位置調(diào)整和姿態(tài)調(diào)整兩大部分共5個(gè)自由度組成，前3個(gè)關(guān)節(jié)自由度負(fù)責(zé)末端執(zhí)行器的位置調(diào)整，后2個(gè)關(guān)節(jié)自由度負(fù)責(zé)末端執(zhí)行器的姿態(tài)調(diào)整；螺栓裝配手部由手部支架、上手爪套管扳手以及下手爪活口扳手共3個(gè)自由度組成，通過(guò)上手爪套管扳手實(shí)現(xiàn)螺栓的裝配，利用下手爪活口扳手實(shí)現(xiàn)螺母的夾緊和裝配，所有部件均通過(guò)電磁鐵的通斷電實(shí)現(xiàn)抓取和更換。所提手部設(shè)計(jì)方法解決了螺栓中螺柱、螺母以及墊片的自動(dòng)抓取和裝配問(wèn)題。⑶完成了所設(shè)計(jì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)建模。在機(jī)械手DH連桿坐標(biāo)系中，首先，根據(jù)所設(shè)計(jì)的連桿參數(shù)，建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解出了各關(guān)節(jié)角度；其次，基于LAGRANGE方程，建立了機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型；最后，利用高階多項(xiàng)式軌跡規(guī)劃方法和圓弧軌跡規(guī)劃方法，規(guī)劃了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡，并分別進(jìn)行了仿真分析。⑷利用自抗擾控制技術(shù)，完成了螺栓裝配機(jī)械手的控制器設(shè)計(jì)?；跈C(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)了一種自抗擾控制器，對(duì)螺栓裝配機(jī)械手建模不確定性以及外部未知擾動(dòng)進(jìn)行估計(jì)，實(shí)現(xiàn)了軌跡精確跟蹤和螺栓自動(dòng)裝配。

簡(jiǎn)介：本文詳細(xì)討論了大曲率復(fù)雜型面構(gòu)件的復(fù)合材料鋪絲成型技術(shù)。在已有的對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件結(jié)構(gòu)及鋪放工藝、鋪層設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)該類(lèi)構(gòu)件鋪放型面曲率大、跨度大、變截面的特點(diǎn)，本文提出了利用六軸機(jī)械手加旋轉(zhuǎn)主軸的多路鋪絲工藝來(lái)解決變截面、跨度大以及型面復(fù)雜的問(wèn)題。由于構(gòu)件體積大從而導(dǎo)致鋪絲路徑復(fù)雜且要處理的數(shù)據(jù)量大，本文提出用45°輔助平面與分割曲線求交的方法迭代逐一求解鋪絲點(diǎn)，然后通過(guò)三次樣條曲線擬合各鋪絲點(diǎn)從而求得鋪絲路徑，接下提出了一種有效可行的多絲束切絲算法，并將其與鋪絲信息集成，以借助CAD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將鋪絲過(guò)程中復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題集中在各鋪絲點(diǎn)上，將這些信息集中存儲(chǔ)調(diào)用，避開(kāi)對(duì)鋪放路徑的討論，以簡(jiǎn)化路徑規(guī)劃方法和后續(xù)的運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)前期鋪絲路徑規(guī)劃得到鋪絲點(diǎn)的歐拉角、位置矢量以及切絲絲數(shù)等信息的前提下，在運(yùn)動(dòng)控制的具體實(shí)現(xiàn)方法上，基于本文討論的鋪絲結(jié)構(gòu)存在冗余自由度，提出了將鋪放終端的運(yùn)動(dòng)鎖定在某一鋪放平面內(nèi)，通過(guò)機(jī)械手和主軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)使兩者最終的合成運(yùn)動(dòng)軌跡與規(guī)劃的路徑保持一致。在運(yùn)動(dòng)信息的處理問(wèn)題上，本文提出運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)集中于鋪絲點(diǎn)和鋪絲點(diǎn)間的聯(lián)系上，將鋪絲點(diǎn)作為運(yùn)動(dòng)控制信息的集合點(diǎn)，只需滿(mǎn)足鋪絲點(diǎn)及鋪絲點(diǎn)間相互聯(lián)系的要求，而忽略路徑問(wèn)題，使鋪放運(yùn)動(dòng)的控制問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。此后，詳細(xì)討論了由已求得的接近矢量求解各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和主軸轉(zhuǎn)角的方法以及控制實(shí)現(xiàn)方法，為鋪絲運(yùn)動(dòng)控制的工程應(yīng)用提供了有效可行的途徑。本文采用IPCPMAC的開(kāi)放式控制結(jié)構(gòu)，并搭建了簡(jiǎn)易的硬件控制平臺(tái)對(duì)提出的方法進(jìn)行驗(yàn)證。最后，結(jié)合鋪放裝備的發(fā)展方向，提出了通過(guò)開(kāi)發(fā)基于WINDOWS的鋪放應(yīng)用程序模塊的設(shè)計(jì)方法來(lái)解決鋪絲當(dāng)中處理的數(shù)據(jù)量大、運(yùn)動(dòng)控制復(fù)雜等問(wèn)題，利用鋪放應(yīng)用程序來(lái)處理鋪放前期的鋪放點(diǎn)信息以及切絲等問(wèn)題，而由PMAC來(lái)完成后期的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制，為纖維鋪絲機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡控制的工程應(yīng)用提供了方案，并開(kāi)發(fā)了用于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡控制的軟件模塊，該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，并且具有開(kāi)發(fā)周期短、擴(kuò)展升級(jí)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。最后通過(guò)簡(jiǎn)易的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證證明了方案可行性。

簡(jiǎn)介：系泊鏈?zhǔn)怯糜诤Ｑ蠼Y(jié)構(gòu)物系泊的重要部件，尤其是深海系泊鏈既要滿(mǎn)足超高強(qiáng)度，又要具備足夠的韌性，對(duì)系泊鏈的可靠性要求是不言而喻的。焊縫作為整個(gè)鏈環(huán)的薄弱環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)過(guò)程中需對(duì)其作嚴(yán)格的超聲探傷。人工探傷存在誤判和漏判的問(wèn)題，因此需要設(shè)計(jì)自動(dòng)檢測(cè)機(jī)器來(lái)可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)系泊鏈焊縫的超聲檢測(cè)。本文結(jié)合實(shí)際要求，采用理論研究和軟件仿真方法，對(duì)自動(dòng)檢測(cè)機(jī)器的技術(shù)難點(diǎn)自適應(yīng)機(jī)械手進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究，內(nèi)容主要包括1在詳細(xì)分析超聲檢測(cè)空間特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了自適應(yīng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案，利用可調(diào)節(jié)型曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈環(huán)輪廓的仿形，并設(shè)計(jì)出擁有5個(gè)自由度的末段檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)末段檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)機(jī)構(gòu)的仿形誤差、鏈環(huán)制造誤差和環(huán)臂截面的變化進(jìn)行補(bǔ)償。2基于機(jī)架桿位置結(jié)構(gòu)誤差建立機(jī)構(gòu)的優(yōu)化綜合模型，并得出目標(biāo)函數(shù)和約束條件，最后采用遺傳算法來(lái)獲取綜合結(jié)果，基于MATLAB的軌跡仿形和誤差分析都表明可調(diào)機(jī)構(gòu)可以很好跟蹤鏈環(huán)輪廓，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的自適應(yīng)掃查。3通過(guò)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，建立起連桿點(diǎn)、滑塊點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律模型，利用數(shù)值方法求出連桿點(diǎn)等速率時(shí)的曲柄運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并對(duì)該運(yùn)動(dòng)規(guī)律的前后段進(jìn)行設(shè)計(jì)，仿真結(jié)果表明該運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以達(dá)到預(yù)期的效果，并使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。4設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)曲柄運(yùn)動(dòng)規(guī)律的調(diào)速機(jī)構(gòu)，得到調(diào)速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并對(duì)調(diào)速凸輪進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在調(diào)速凸輪具有最長(zhǎng)工作壽命和最小結(jié)構(gòu)尺寸的條件下，運(yùn)用最優(yōu)算法得出凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。最后建立起調(diào)速凸輪機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型，仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的調(diào)速凸輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的曲柄運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能也滿(mǎn)足要求。一系列的仿真結(jié)果表明，超聲探頭可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈環(huán)的自適應(yīng)等速率掃查，同時(shí)調(diào)速凸輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，具有較好的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能。自適應(yīng)機(jī)械手的研究成功能降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高檢測(cè)精度，對(duì)實(shí)現(xiàn)系泊鏈的自動(dòng)超聲檢測(cè)具有重要意義。

簡(jiǎn)介：搬運(yùn)機(jī)械手作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，主要用于在固定位置上搬運(yùn)零件，用以代替工人在危險(xiǎn)的環(huán)境下工作或進(jìn)行重復(fù)性工作。因此搬運(yùn)機(jī)械手在保障人身安全、提高生產(chǎn)效率以及降低生產(chǎn)成本等方面都有重要的作用，在自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。自動(dòng)化生產(chǎn)線上引入中風(fēng)輪在線質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之后，需要以不同尺寸的中風(fēng)輪為搬運(yùn)對(duì)象設(shè)計(jì)搬運(yùn)機(jī)械手系統(tǒng)，以滿(mǎn)足缺陷產(chǎn)品分揀與自動(dòng)化生產(chǎn)的需求。雖然目前市面已經(jīng)有許多不同類(lèi)型的搬運(yùn)機(jī)械手，但是它們并不適用于中風(fēng)輪自動(dòng)化生產(chǎn)線，存在功能冗余，成本高等問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)了一套專(zhuān)用的中風(fēng)輪定點(diǎn)搬運(yùn)機(jī)械手系統(tǒng)，用以配合中風(fēng)輪在線質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)中風(fēng)輪的自動(dòng)化生產(chǎn)。搬運(yùn)機(jī)械手使用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)中包含了平面連桿機(jī)構(gòu)中的搖塊機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以使氣缸推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)工位之間的相互切換并且定位準(zhǔn)確。主控制器采用了控制性能強(qiáng)，成本低，體積小的單片機(jī)。所設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，具有較高的實(shí)用價(jià)值。論文具體研究?jī)?nèi)容如下1歸納總結(jié)了氣動(dòng)技術(shù)與氣動(dòng)機(jī)械手的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。2根據(jù)生產(chǎn)工況，設(shè)計(jì)了多種中風(fēng)輪搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)方案，并論證選取了其中最具性?xún)r(jià)比的方案。分析了各個(gè)控制器的功能特點(diǎn)，并對(duì)電路控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。3完成了中風(fēng)輪搬運(yùn)機(jī)械手的氣缸選型，零部件設(shè)計(jì)。對(duì)搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械機(jī)構(gòu)中的搖塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真。4完成了中風(fēng)輪搬運(yùn)機(jī)械手電路和氣路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。電路控制系統(tǒng)主要包括主控電路、光耦隔離電路以及輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路等。完成了印刷電路板的設(shè)計(jì)。5完成了系統(tǒng)初始化、軟件定時(shí)器、輸入輸出程序模塊、輸入信號(hào)軟件濾波程序以及主程序的設(shè)計(jì)。6完成了中風(fēng)輪搬運(yùn)機(jī)械手的整體組裝與調(diào)試，在生產(chǎn)線上進(jìn)行了初步的運(yùn)行，結(jié)果表明研制的搬運(yùn)機(jī)械手能夠很好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

簡(jiǎn)介：為了提高裝配機(jī)械手的定位精度，以三關(guān)節(jié)裝配機(jī)械手為研究對(duì)象，詳細(xì)分析了機(jī)械手的靜態(tài)誤差、各連桿的柔性誤差、各關(guān)節(jié)處的隨機(jī)誤差、控制算法中動(dòng)力學(xué)方程的建模誤差以及角速度測(cè)量誤差對(duì)機(jī)械手末端定位精度的影響，針對(duì)不同類(lèi)型的誤差，分別采用誤差補(bǔ)償、精度優(yōu)化綜合以及改進(jìn)的控制算法來(lái)提高機(jī)械手的定位精度。將機(jī)械手的眾多靜態(tài)誤差因素歸類(lèi)為運(yùn)動(dòng)變量誤差與結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差，以此為基礎(chǔ)，建立了機(jī)械手的靜態(tài)誤差分析模型，對(duì)三關(guān)節(jié)裝配機(jī)械手的靜態(tài)誤差進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示長(zhǎng)度參數(shù)對(duì)機(jī)械手末端位姿精度的影響要明顯小于角度參數(shù)的影響。運(yùn)用柔度矩陣建立機(jī)械手的柔性誤差模型，將計(jì)算結(jié)果與有限元軟件仿真結(jié)果進(jìn)行比較，證明所建立的柔性誤差模型能比較準(zhǔn)確地反映機(jī)械手末端的柔性誤差。在所建立的誤差模型的基礎(chǔ)之上，針對(duì)傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于機(jī)械手誤差補(bǔ)償時(shí)存在收斂速度慢、易陷入局部極小的問(wèn)題，引入三次樣條權(quán)函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。以工件的放置位置坐標(biāo)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，建立了基于三次樣條權(quán)函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械手誤差補(bǔ)償模型，并結(jié)合機(jī)械手的控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明該算法有較好的補(bǔ)償效果。將機(jī)械手的關(guān)節(jié)間隙誤差以及關(guān)節(jié)伺服定位誤差視作服從正態(tài)分布的隨機(jī)誤差，在利用微分變換對(duì)其產(chǎn)生的誤差進(jìn)行建模的基礎(chǔ)上，利用蒙特卡洛方法產(chǎn)生與各誤差元素對(duì)應(yīng)分布的隨機(jī)變量，并對(duì)機(jī)械手末端的隨機(jī)定位誤差進(jìn)行概率分析。然后根據(jù)對(duì)機(jī)械手不同的工作要求，建立了三個(gè)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)運(yùn)動(dòng)精度最低化單目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)、誤差波動(dòng)最小化單目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)、綜合考慮運(yùn)動(dòng)精度和誤差波動(dòng)的多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，其對(duì)應(yīng)的約束條件主要包括運(yùn)動(dòng)精度約束以及隨機(jī)定位約束，將機(jī)械手的精度優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為多元非線性規(guī)劃的問(wèn)題，對(duì)機(jī)械手的各關(guān)節(jié)精度進(jìn)行了更加合理化的分配。為了提高運(yùn)算速度，采用了MATLAB優(yōu)化工具箱中的遺傳算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并采用相對(duì)下降量、運(yùn)動(dòng)精度不均勻量與優(yōu)化效益值來(lái)衡量?jī)?yōu)化結(jié)果對(duì)機(jī)械手機(jī)構(gòu)精度的改善程度。針對(duì)機(jī)械手控制器設(shè)計(jì)中存在的動(dòng)力學(xué)方程的建模誤差以及角速度信號(hào)的測(cè)量誤差提出了一種基于改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)觀測(cè)器，并將其與反演控制算法結(jié)合使用。利用改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)來(lái)估計(jì)系統(tǒng)中存在的未知非線性部分，同時(shí)將狀態(tài)觀測(cè)器觀測(cè)所得的速度信號(hào)作為反演控制的狀態(tài)向量的一部分進(jìn)行輸入，避免了實(shí)際當(dāng)中對(duì)速度信號(hào)的測(cè)量，從而為機(jī)械手的控制提供了一種新思路。

簡(jiǎn)介：隨著海洋開(kāi)發(fā)腳步的逐漸加快，水下作業(yè)任務(wù)也日趨復(fù)雜。水下機(jī)械手作為海洋開(kāi)發(fā)如海底打撈、海洋資源勘探、海底管道鋪設(shè)與檢修等的重要工具，其整體作業(yè)性能要求（可靠性、準(zhǔn)確性、靈活性及自主性等）也不斷提升，因此水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。本文以水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)為研究對(duì)象，以本課題組自行研制的水下機(jī)械手為載體，總結(jié)了水下機(jī)械手裝置及運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，進(jìn)行了水下機(jī)械手控制系統(tǒng)研制、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)控制算法研究及運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)等相關(guān)工作。本文分析了國(guó)內(nèi)外水下機(jī)械手系統(tǒng)及其運(yùn)動(dòng)控制方法的研究現(xiàn)狀，全面總結(jié)了水下機(jī)械手系統(tǒng)及主要運(yùn)動(dòng)控制方法的研究成果及存在的問(wèn)題，為本文對(duì)水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究工作的開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。為了研究水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，本文基于上下位機(jī)主從式控制思想研制了水下機(jī)械手控制系統(tǒng)。通過(guò)分析機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制要求，確定控制系統(tǒng)的總體方案，進(jìn)行功能模塊劃分，并對(duì)各模塊進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)。在硬件電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)功率電路引起的電磁干擾及電流波動(dòng)問(wèn)題，本文給出了光電隔離設(shè)計(jì)方法，該方法可將數(shù)字電路、模擬電路及功率電路有效隔離，減少它們之間的耦合關(guān)系。通過(guò)分析控制系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)行軟件模塊劃分，并詳細(xì)闡述了各模塊的主要任務(wù)，給出了具體實(shí)現(xiàn)流程圖。針對(duì)該水下機(jī)械手進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，并根據(jù)實(shí)際工作要求對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。首先從機(jī)械手的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)著手，根據(jù)DENAVITHARTENBERG方法建立正向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，而實(shí)際應(yīng)用中逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)往往比正向運(yùn)動(dòng)學(xué)更重要，因此在正向運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，建立逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程其次利用LAGRANGE方法對(duì)機(jī)械手進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，并分析在水環(huán)境中水動(dòng)力對(duì)其產(chǎn)生的影響，完善了機(jī)械手在水環(huán)境中的動(dòng)力學(xué)模型最后以運(yùn)動(dòng)軌跡平滑和作業(yè)時(shí)間最短為原則，對(duì)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃。在運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)水下機(jī)械手進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)控制研究。設(shè)計(jì)了FUZZYPID控制器對(duì)該機(jī)械手進(jìn)行控制，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，得出了此控制器對(duì)該水下機(jī)械手控制精度較低，自適應(yīng)能力較差的結(jié)論。為了更深入的對(duì)水下機(jī)械手控制方法進(jìn)行研究以進(jìn)一步提高軌跡跟蹤控制精度，本文提出了一種自適應(yīng)終端滑?？刂品椒ǎ摲椒ㄒ肓薘BF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)械手模型中的不確定項(xiàng)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，將網(wǎng)絡(luò)輸出用于控制律，提高系統(tǒng)的控制精度，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文以水下機(jī)械手為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)水下機(jī)械手控制系統(tǒng)進(jìn)行了考機(jī)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了其長(zhǎng)時(shí)間工作的可靠性和穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)之上對(duì)本文提出的自適應(yīng)終端滑模控制方法和FUZZYPID控制方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)比分析了兩種不同方法的控制性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的自適應(yīng)終端滑模控制方法比FUZZYPID控制方法具有更高的控制精度及更好的自適應(yīng)能力。