6-DOF工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃及控制方法研究.pdf

1、隨著工業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用，其性能的好壞對工業(yè)的發(fā)展有著重要意義。本文以實驗室的川崎FS20N六自由度工業(yè)機器人為研究對象，主要進行了以下研究:
　　為了實現(xiàn)川崎FS20N的軌跡跟蹤，首先對其進行了運動學(xué)的研究，其中涉及了廣義連桿、變換矩陣等基礎(chǔ)問題。在建立川崎FS20N連桿坐標(biāo)系之后，對該機器人的正運動學(xué)和逆運動學(xué)進行了分析、求解。利用MATLAB中的RoboticsToolbox工具箱構(gòu)建了FS20N的仿真模型，以便清晰地觀察機

2、器人運動情況的變化。
　　在對FS20N進行運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上，分別進行了正運動學(xué)和逆運動學(xué)的仿真。仿真結(jié)果清晰地展現(xiàn)了機器人末端裝置的位姿和各關(guān)節(jié)變量之間的關(guān)系，對之后的機器人軌跡規(guī)劃和控制算法的應(yīng)用具有參考價值。
　　機器人軌跡規(guī)劃主要在關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間進行，本文在對各種插值方法分析之后，通過仿真圖直觀地對比了三次多項式和五次多項式這兩種插值方法，結(jié)果表明五次多項式可以得到更平穩(wěn)、光滑、連續(xù)的軌跡曲線，說明此方法相對

3、來說可以提高機器人系統(tǒng)的平穩(wěn)性。
　　最后進行了機器人控制算法的研究，與傳統(tǒng)控制方法不同，滑模變結(jié)構(gòu)控制可以在運行時，根據(jù)誤差信號及其導(dǎo)數(shù)的變化有目的地改變系統(tǒng)的機構(gòu)和參數(shù)，以實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。因其良好的魯棒性，非常適合用于機器人這類非線性系統(tǒng)的控制。
　　但是由于滑模變結(jié)構(gòu)控制會引起抖振，抖振會對控制的精度造成影響，還有可能破壞系統(tǒng)的性能，甚至使系統(tǒng)失去穩(wěn)定性等。因此，在滑模變結(jié)構(gòu)控制的基礎(chǔ)上增加了模糊自適應(yīng)算法，并進行M