2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、作為一種先進的生產(chǎn)工具,三自由度并聯(lián)機器人被廣泛應用在電子、食品、醫(yī)療等輕工行業(yè)中,取代人工完成分揀、拾取、包裝等枯燥的重復性工作,可以有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量。而軌跡規(guī)劃是機器人控制中的一個重要模塊,其效果的優(yōu)劣將直接影響機器人使用過程中的動態(tài)性能和工作效率。因此,本課題以提出三自由度并聯(lián)機器人最優(yōu)拾取軌跡為目標,以自主設計的機器人為研究對象,對其軌跡規(guī)劃和控制實現(xiàn)方法進行了探討。
  首先,對機器人結(jié)構形式進行了分析,借

2、助矢量法建立了機器人運動學逆解模型、速度模型及加速度模型,在此基礎上,簡化機器人小臂質(zhì)量模型,利用虛功原理建立了機器人剛體動力學模型,為軌跡規(guī)劃運動學和動力學約束條件的建立提供了理論基礎。其次,建立了基于梯形速度策略的門字型軌跡模型,同時針對其運動曲線不連續(xù)的問題,基于電子凸輪原理提出一種橢圓插補軌跡規(guī)劃方法,并在考慮運動學和動力學約束情況下,建立了時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃的數(shù)學模型。
  然后,為求解最優(yōu)時間軌跡規(guī)劃數(shù)學模型,本文應用一

3、種自適應遺傳算法,利用MATLAB實現(xiàn)了算法的編程和優(yōu)化求解,得到了門字型軌跡和橢圓軌跡下機器人最優(yōu)拾取時間,并對兩種軌跡的優(yōu)化結(jié)果進行了對比分析,結(jié)果表明,本文提出的橢圓插補軌跡相對門字型軌跡能有效提高機器人動態(tài)性能及拾取效率。在此基礎上,為進一步驗證本文提出軌跡規(guī)劃方法的有效性,根據(jù)MATLAB優(yōu)化求解結(jié)果,在ADAMS環(huán)境中搭建仿真平臺,對橢圓插補軌跡優(yōu)化結(jié)果進行了仿真分析。
  最后,基于上位機+下位機的控制架構對機器人控

4、制系統(tǒng)進行了硬件設計、軌跡規(guī)劃模塊化設計、軟件設計。其中,硬件設計包括:主要硬件配置確定、PLC模塊電路設計、伺服系統(tǒng)電路設計、傳感器電路設計等;軌跡規(guī)劃模塊化設計包括:模塊引腳設計、插補流程設計、模塊封裝等;軟件設計包括:通信模塊設計、上位機交互式界面設計、PLC底層控制程序設計等。在此基礎上,搭建實驗平臺進行了橢圓插補軌跡試驗,結(jié)果表明,應用文中提出的軌跡規(guī)劃方法,機器人驅(qū)動關節(jié)運動曲線連續(xù)、平滑,沒有出現(xiàn)較大突變,動態(tài)性能較優(yōu),能

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