6-DOF工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃及控制方法研究.pdf

1、隨著工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，其性能的好壞對(duì)工業(yè)的發(fā)展有著重要意義。本文以實(shí)驗(yàn)室的川崎FS20N六自由度工業(yè)機(jī)器人為研究對(duì)象，主要進(jìn)行了以下研究:
　　為了實(shí)現(xiàn)川崎FS20N的軌跡跟蹤，首先對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)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(duì)該機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)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(jī)

2、器人運(yùn)動(dòng)情況的變化。
　　在對(duì)FS20N進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，分別進(jìn)行了正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真。仿真結(jié)果清晰地展現(xiàn)了機(jī)器人末端裝置的位姿和各關(guān)節(jié)變量之間的關(guān)系，對(duì)之后的機(jī)器人軌跡規(guī)劃和控制算法的應(yīng)用具有參考價(jià)值。
　　機(jī)器人軌跡規(guī)劃主要在關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間進(jìn)行，本文在對(duì)各種插值方法分析之后，通過仿真圖直觀地對(duì)比了三次多項(xiàng)式和五次多項(xiàng)式這兩種插值方法，結(jié)果表明五次多項(xiàng)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(duì)

3、來說可以提高機(jī)器人系統(tǒng)的平穩(wěn)性。
　　最后進(jìn)行了機(jī)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(yùn)行時(shí)，根據(jù)誤差信號(hào)及其導(dǎo)數(shù)的變化有目的地改變系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)和參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。因其良好的魯棒性，非常適合用于機(jī)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(huì)引起抖振，抖振會(huì)對(duì)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(jìn)行M