可重構(gòu)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)與控制的研究.pdf

1、可重構(gòu)機(jī)器人是一種模塊化的，并能根據(jù)不同任務(wù)需要改變構(gòu)形的智能化的機(jī)器人。它能以一套功能和尺寸不同的模塊，根據(jù)工作需要快速構(gòu)建成最佳的工作構(gòu)形。可重構(gòu)機(jī)器人不但具備機(jī)械系統(tǒng)的可重構(gòu)性，控制系統(tǒng)也能單獨(dú)工作。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)，工作任務(wù)都不再是單一不變，需要采用不同構(gòu)形的機(jī)器人，而采用可重構(gòu)機(jī)器人能夠大大的降低成本，并提高效率。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括可重構(gòu)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃，動(dòng)力學(xué)研究以及可重構(gòu)機(jī)器人的控制和實(shí)驗(yàn)研究。
　　首先，

2、本文對(duì)可重構(gòu)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃進(jìn)行了研究。主要針對(duì)直線和圓弧軌跡進(jìn)行了規(guī)劃。通過(guò)給定起點(diǎn)和終點(diǎn)，由軌跡規(guī)劃程序計(jì)算出各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度，角速度。
　　其次，對(duì)可重構(gòu)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。一般的動(dòng)力學(xué)建模方法都必須已知構(gòu)形，本文采用一種自動(dòng)建模的方法來(lái)建立可重構(gòu)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上采用牛頓—?dú)W拉方程建立起可重構(gòu)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程，采用迭代的算法，正向遞推計(jì)算每個(gè)關(guān)節(jié)的速度、加速度，逆向遞推計(jì)算關(guān)節(jié)力、力矩。
　　再次

3、，對(duì)可重構(gòu)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。可重構(gòu)機(jī)器人的控制方法采用的是基于Agent的分布式控制體系，將集中式的機(jī)器人控制分配到一組關(guān)節(jié)Agent中，每個(gè)Agent控制機(jī)器人的一個(gè)關(guān)節(jié)，將關(guān)節(jié)機(jī)器人的復(fù)雜控制轉(zhuǎn)換為多個(gè)簡(jiǎn)單子系統(tǒng)的控制。該方法可應(yīng)用于具有不同構(gòu)形的機(jī)器人系統(tǒng)，特別適用于可重構(gòu)模塊化機(jī)器人的控制。其中單個(gè)子系統(tǒng)的控制采用PID位置控制算法，控制單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)位置。
　　最后，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)理論和