空間冗余度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃及動(dòng)力學(xué)控制中的混沌抑制.pdf

1、自由浮動(dòng)空間冗余度機(jī)器人工作在空間微重力環(huán)境中,沒有固定的基座,機(jī)器人內(nèi)部各部分的運(yùn)動(dòng)互相影響,是一個(gè)高度非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。本文系統(tǒng)研究了空間冗余度機(jī)器人避奇異、避障礙運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃和動(dòng)力學(xué)控制中的混沌識(shí)別與抑制問題。
　　 首先結(jié)合幾個(gè)典型混沌系統(tǒng)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究了周期動(dòng)力系統(tǒng)是如何發(fā)展成混沌的,以及出現(xiàn)或進(jìn)入混沌狀態(tài)后的一系列新的性質(zhì)和混沌運(yùn)動(dòng)的基本特征。
　　 其次分析自由浮動(dòng)空間冗余度機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)

2、學(xué)特性,推導(dǎo)出自由浮動(dòng)空間冗余度機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,分析空間機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)奇異性問題,基于梯度投影法選取空間機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)可操作度作為避奇異優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),利用關(guān)節(jié)空間的自運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)自由浮動(dòng)冗余度空間機(jī)器人的避奇異運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,對(duì)其避奇異運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃時(shí)的自運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行研究。大量的數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明:空間冗余度機(jī)器人避奇異運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化時(shí),其關(guān)節(jié)零空間的自運(yùn)動(dòng)是處于混沌狀態(tài)的。因此,選擇能量需求小、易于實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)延遲反饋控制方法來實(shí)現(xiàn)空間冗余度機(jī)器

3、人回避奇異運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃時(shí)的混沌抑制。
　　 對(duì)自由浮動(dòng)空間機(jī)器人操作臂系統(tǒng)的避障礙運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法進(jìn)行探討,并對(duì)避障礙運(yùn)動(dòng)規(guī)劃做具體計(jì)算仿真實(shí)例。研究結(jié)果表明:空間冗余度機(jī)器人人工勢力場法控制避障礙運(yùn)動(dòng)規(guī)劃時(shí)其自運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是混沌的。針對(duì)其運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),研究了控制參數(shù)和其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖,選取合適的控制參數(shù),較快地把空間冗余度機(jī)器人自運(yùn)動(dòng)中的混沌運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成規(guī)則的周期運(yùn)動(dòng)。
　　 利用多剛體動(dòng)力學(xué)方法,推導(dǎo)出機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型?；?/p>