Delta并聯(lián)機器人：建模、優(yōu)化及運動控制

目錄
前言
第 1章 緒論 1
1.1背景及意義 1
1.2 Delta并聯(lián)機器人國內外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1運動學的研究 3
1.2.2動力學模型的研究 4
1.2.3軌跡規(guī)劃方法的研究 5
1.2.4軌跡跟蹤控制策略及方法的研究 7
第 2章 Delta并聯(lián)機器人運動學分析 9
2.1 Delta并聯(lián)機器人結構 9
2.1.1建立坐標系 10
2.1.2逆運動學分析 10
2.1.3正運動學分析 12
2.1.4正運動學、逆運動學求解數(shù)據(jù)分析 14
2.2 基于 BP神經網(wǎng)絡的正運動學分析 16
2.2.1 BP神經網(wǎng)絡設計 16
2.2.2改進的神經網(wǎng)絡算法 17
2.2.3仿真與結果分析 18
2.3運動空間分析 21
2.3.1位姿分析 21
2.3.2工作空間影響因素 23
2.3.3 基于 MATLAB的 Delta并聯(lián)機器人工作空間仿真 23
2.4本章小結 25
第 3章 Delta并聯(lián)機器人軌跡規(guī)劃方法與優(yōu)化 27
3.1操作空間路徑描述 27
3.2關節(jié)空間分段多項式插值 27
3.2.1 4-3-4分段多項式 28
iv Delta并聯(lián)機器人——建模、優(yōu)化及運動控制
3.2.2 3-5-3分段多項式 30
3.2.3 4-5-4分段多項式 31
3.2.4軌跡仿真分析 33
3.3 4-3-3-4分段多項式 36
3.3.1 4-3-3-4分段多項式分析 36
3.3.2 4-3-3-4仿真實驗 39
3.3.3仿真對比分析 40
3.4一種改進的粒子群優(yōu)化軌跡 41
3.4.1改進的粒子群算法約束條件 41
3.4.2改進的粒子群優(yōu)化算法的仿真 43
3.5本章小結 45
第 4章 Delta并聯(lián)機器人控制系統(tǒng)設計 46
4.1動力學建模 46
4.2動力學控制方案 48
4.2.1 基于 PID控制的方案 48
4.2.2自抗擾控制的方案 48
4.2.3線性自抗擾控制器 50
4.2.4系統(tǒng)控制器的設計 50
4.3控制系統(tǒng)的設計與仿真 55
4.3.1仿真模型設計 55
4.3.2兩種控制方法對比仿真 56
4.4本章小結 79
第 5章 Delta并聯(lián)機器人伺服系統(tǒng)設計 80
5.1關節(jié)交流永磁同步電動機驅動的數(shù)學模型 80
5.1.1電流環(huán)調節(jié)器的設計 81
5.1.2速度環(huán)調節(jié)器的設計 82
5.1.3位置環(huán)調節(jié)器的設計 84
5.2仿真設計 85
5.2.1 PI調節(jié)器的 Simulink模型 85
5.2.2空間電壓矢量脈寬調制算法實現(xiàn)及 Simulink仿真 86
5.3系統(tǒng)仿真與結果分析 91
5.4本章小結 97
第 6章 樣機系統(tǒng)實驗驗證 98
6.1樣機硬件部分設計 98
6.1.1伺服系統(tǒng)硬件設計 99
6.1.2機器人控制器設計 100
6.1.3視覺信息采集系統(tǒng)設計 100
6.1.4機械機構設計 102
6.1.5主控制器設計 102
6.2樣機軟件部分設計 103
6.2.1主控制器工作流程 103
6.2.2機器人控制器工作流程 105
6.2.3伺服系統(tǒng)工作流程 107
6.3實驗驗證與分析 109
6.3.1視覺信號采集 109
6.3.2實驗目的及實驗方案 110
6.3.3數(shù)據(jù)分析 111
6.4本章小結 113
參考文獻 114
附錄 相關程序代碼 119