六自由度串聯(lián)機器人軌跡規(guī)劃中的奇異點規(guī)避與振動抑制.pdf

1、工業(yè)機器人作為自動化裝備的代表產品，在生產領域應用十分廣泛。面對日益寬廣的應用場合以及日益嚴格的生產實際，提高工業(yè)機器人的運動精度成為了最近幾年的研究熱點。特別在連續(xù)軌跡控制領域，對工業(yè)機器人的運行精度有更高的要求。本文從軌跡規(guī)劃的角度設計軌跡算法，實現(xiàn)位置、速度、加速度等參數(shù)的合理配置，達到提高運動精度的目的。
　　首先，針對奇異區(qū)時工業(yè)機器人會出現(xiàn)運動不連續(xù)、跟蹤性能變差、沖擊增大和穩(wěn)定性下降所造成的運動精度問題，本文給出一種

2、奇異規(guī)避方法，該方法無需直接分解雅克比矩陣，只需在奇異方向進行阻尼替換。該方法僅降低了奇異方向上的部分運行精度，但是卻保證了工業(yè)機器人運行速度的平穩(wěn)性和連續(xù)性。
　　其次，針對非奇異區(qū)，機器人柔性成為影響機器人運行精度的主要因素，本文建立了關節(jié)柔性的動力學方程，并且進行了簡化得到了機器人的振動微分方程。根據(jù)微分振動方程的解提出了一種性能評價指標：關節(jié)波動率。通過Adams仿真模型驗證了簡化的微分振動方程的正確性，并且仿真分析了關節(jié)

3、波動率的有效性，證明了控制波動率能夠抑制柔性高頻振動，提高機器人運行精度。
　　然后，采用參數(shù)法以速度、力矩和加加速度為約束，建立了其運行時間優(yōu)化模型，保證在改善運動精度的同時提高機器人的運行速度。繼而提出了一種優(yōu)化算法，該算法首先按約束在s-s參數(shù)平面內尋找控制點，然后以三次樣條曲線插值控制點，最終實現(xiàn)軌跡的優(yōu)化。同時，通過仿真分析證明了該算法的有效性。
　　最后，在川崎機器人對部分理論進行了驗證。驗證了加加速度對于機器人