六自由度串聯(lián)機(jī)械臂精度控制研究

《六自由度串聯(lián)機(jī)械臂精度控制研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、分類(lèi)號(hào)TP241.2單位代碼10618密級(jí)公開(kāi)學(xué)號(hào)2130990019專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位論文六自由度串聯(lián)機(jī)械臂精度控制研究研究生姓名：張劍導(dǎo)師姓名及職稱(chēng)：羅天洪教授申請(qǐng)專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩士學(xué)位授予單位重慶交通大學(xué)論文提交日期2016年4月20日專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域名稱(chēng)機(jī)械工程論文答辯日期2016年6月3日2016年6月12日PrecisionaccuracyControlofsixdegreesoffreedommanipulatorseriesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCand

2、idate：ZhangJianSupervisor：LuoTianhongChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重慶交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研巧做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中｛＾；明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。＾：學(xué)位論文作者簽名娘日期；年月化

3、日＼重慶交巧大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用巧權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件巧電子版，允許論文被査間和借閱。本人授權(quán)重慶交通大學(xué)可將本學(xué)位論文的全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)巧檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本人學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》，并進(jìn)行信息服務(wù)（包括但不限于匯編、復(fù)制、發(fā)行、信息網(wǎng)絡(luò)傳播等），同時(shí)本人保留在其他媒體發(fā)表論文的權(quán)利。學(xué)位論

4、文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：、曰期；ｖＵ年Ｌ月心曰曰期；年資令本人同意將本學(xué)位論文提交至中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社ＣＮＫＩ系列數(shù)據(jù)庫(kù)中全文發(fā)布，并按《中國(guó)優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。ｔ學(xué)位論義作者簽名；指導(dǎo)教師簽名；日期；年（月日日期；年ｔ月作日摘要本課題來(lái)源于國(guó)家自然基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：51375519）。本文以六自由度串聯(lián)機(jī)械臂系統(tǒng)為研究對(duì)象，應(yīng)用六自由度串聯(lián)機(jī)械臂最為典型的PUMA560型機(jī)械臂作為研究載體，采用理論分析、仿真相結(jié)合的方法，以提高串聯(lián)

5、機(jī)械臂在兩種特殊工況下的控制精度為目的。該特定工作狀況都是對(duì)機(jī)械臂在未知環(huán)境的自適應(yīng)性提出挑戰(zhàn)，在實(shí)踐作業(yè)中較為普遍，且未有十分有效的控制手段，分別為：由于未知載荷參數(shù)影響和當(dāng)視覺(jué)伺服作為機(jī)械臂控制系統(tǒng)時(shí)，所引起的精度控制問(wèn)題。研究?jī)?nèi)容包括：機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模、精度分析、串聯(lián)機(jī)械臂在未知載荷下的精度控制、串聯(lián)機(jī)械臂在視覺(jué)伺服下的優(yōu)化和仿真。本文主要做了以下研究工作：1.研究6-DOF串聯(lián)機(jī)械臂在載荷參數(shù)未知，尤其在所持載荷較大的情況下，對(duì)機(jī)械臂的定位精確控制問(wèn)題。設(shè)計(jì)一種復(fù)合控制方案，即基于標(biāo)稱(chēng)計(jì)算力矩控制器加滑模神經(jīng)

6、網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償器，用來(lái)控制機(jī)械臂末端執(zhí)行器夾持載荷參數(shù)未知且載荷大的情況，即通過(guò)滑模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)補(bǔ)償消除系統(tǒng)未知參數(shù)對(duì)標(biāo)稱(chēng)計(jì)算力矩的誤差影響，以確保存在未知參數(shù)和較大慣性的情況下整個(gè)控制系統(tǒng)的漸進(jìn)穩(wěn)定性。該方法能夠有效地控制串聯(lián)機(jī)械臂系統(tǒng)的定位。于此同時(shí)，此方法具有系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程不要求系統(tǒng)慣性系數(shù)呈線性函數(shù)關(guān)系的顯著優(yōu)點(diǎn)。2.為了更近一步提高機(jī)械臂在未知環(huán)境的適應(yīng)能力，優(yōu)化視覺(jué)伺服在6-DOF串聯(lián)機(jī)械臂定位精度控制方面的核心問(wèn)題，即克服單目(eye-in-hand)和雙目(eye-to-hand)視覺(jué)伺服視覺(jué)缺點(diǎn)，應(yīng)用多攝像機(jī)

7、視覺(jué)伺服方法，根據(jù)人體內(nèi)雙邊解耦協(xié)同的生理調(diào)節(jié)機(jī)制，結(jié)合多攝像機(jī)系統(tǒng)的控制特性，提出了一種新穎的解耦協(xié)同控制策略，解決多攝像視覺(jué)伺服過(guò)程中運(yùn)動(dòng)以及信息高度耦合的問(wèn)題，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。通過(guò)PUMA560串聯(lián)機(jī)械臂為研究對(duì)象，對(duì)提出的解耦協(xié)同控制系統(tǒng)性能進(jìn)行仿真試驗(yàn)。3.通過(guò)Matlab仿真，驗(yàn)證了串聯(lián)機(jī)械臂在載荷參數(shù)未知的情況下，末端執(zhí)行器位姿精度的提升。在視覺(jué)伺服過(guò)程中，根據(jù)不同的仿真條件，計(jì)算并繪制出三種構(gòu)建方式不同的視覺(jué)伺服系統(tǒng)仿真結(jié)果，驗(yàn)證了本文提出方法的有效性，實(shí)現(xiàn)了六自由度串聯(lián)機(jī)械臂末端執(zhí)行器位姿精度優(yōu)

8、化。關(guān)鍵詞：六自由度串聯(lián)機(jī)械臂，機(jī)械臂控制，參數(shù)未知，滑模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，視覺(jué)伺服，多攝像機(jī)，雙邊解耦協(xié)同策略IABSTRACTThesubjectcomesfromtheNationalNaturalScienceFoundationProject（ProjectNumber:51375519）.Inthispaper,aseries