簡介：隨著航天技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，柔性機(jī)械手以其高負(fù)載自重比、低能耗、高速，以及適用于直接驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。然而，柔性機(jī)械手是一個(gè)高度非線性的、分布參數(shù)的、強(qiáng)耦合的無窮維多輸入多輸出系統(tǒng)，因此其柔性機(jī)械手控制方法的研究對于實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制具有重要意義。針對柔性機(jī)械手的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩輸入到其端點(diǎn)位移輸出的傳函具有非最小相位特性，本文采用重新定義系統(tǒng)輸出的方法，將系統(tǒng)分解為輸入輸出子系統(tǒng)和內(nèi)部子系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上提出了一種終端滑?？刂撇呗裕沟幂斎胼敵鲎酉到y(tǒng)有限時(shí)間收斂，并利用遺傳算法優(yōu)化控制器的設(shè)計(jì)參數(shù)，使柔性機(jī)械手系統(tǒng)的零動(dòng)態(tài)子系統(tǒng)在平衡點(diǎn)附近漸進(jìn)穩(wěn)定，從而保證整個(gè)柔性機(jī)械手系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定。柔性機(jī)械手由于測量和建模的不精確，再加上負(fù)載的變化以及外部擾動(dòng)的影響，很難得到精確、完整的運(yùn)動(dòng)模型。本文針對柔性機(jī)械手系統(tǒng)中存在不確定的情況，提出了基于模糊規(guī)則的無抖振快速終端滑?？刂撇呗?，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，以降低抖振為原則設(shè)計(jì)模糊規(guī)則，將不連續(xù)的控制信號連續(xù)化，減輕或避免了一般滑?？刂频亩墩瘳F(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)柔性機(jī)械手的魯棒控制。為實(shí)現(xiàn)軌跡跟蹤，采用奇異攝動(dòng)法將柔性機(jī)械手分解成等效剛性臂的慢變子系統(tǒng)和抖振抑制的快變子系統(tǒng)。對慢變子系統(tǒng)，采用PID積分滑模。為了消除抖振，設(shè)計(jì)了二階滑模控制器，使其軌跡漸進(jìn)跟蹤期望值。對快變子系統(tǒng)采用頻率成形技術(shù)設(shè)計(jì)最優(yōu)控制策略，使系統(tǒng)的輸出快速趨于穩(wěn)定值。在保證跟蹤精度的同時(shí)又抑制振動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，柔性模態(tài)的導(dǎo)數(shù)難以測量。本文在經(jīng)典的WALCOTTZAK觀測器基礎(chǔ)上，提出了一種魯棒滑模觀測器，實(shí)現(xiàn)了柔性模態(tài)的導(dǎo)數(shù)的觀測。所提出的魯棒滑模觀測器避免了WALCOTTZAK觀測器必須滿足的嚴(yán)格條件，簡化了設(shè)計(jì)過程。當(dāng)系統(tǒng)不確定性的上界未知時(shí)，采用自適應(yīng)學(xué)習(xí)的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對其在線估計(jì)，保證系統(tǒng)跟蹤誤差漸進(jìn)收斂。在此基礎(chǔ)上提出了基于觀測器的柔性機(jī)械手滑?？刂撇呗?。

簡介：本文中淺海平臺自動(dòng)檢測裝置實(shí)質(zhì)上為一自動(dòng)機(jī)械手臂，該機(jī)械手臂底座固定在平臺上，另一端可伸入水下。機(jī)械手臂末端裝有攝像機(jī)，對平臺水下導(dǎo)管架進(jìn)行圖像采集，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)狡脚_上，用相關(guān)軟件進(jìn)行分析，確定導(dǎo)管架是否存在缺陷。本文首先介紹了機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)，并對機(jī)械手臂建立了數(shù)學(xué)模型。對每個(gè)關(guān)節(jié)建立了坐標(biāo)系，采用齊次坐標(biāo)變換的方法描述各坐標(biāo)系之間的關(guān)系。隨后對機(jī)械手臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析得到運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。為方便進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解運(yùn)算，采用MATLAB軟件編寫了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解求解程序。為研究機(jī)械手臂操作速度與關(guān)節(jié)速度之間的關(guān)系，采用微分變換法推導(dǎo)出了機(jī)械手臂雅可比矩陣。在對機(jī)械手臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，本文利用OPENGL，軟件開發(fā)了自動(dòng)檢測機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)仿真程序，將運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)輸入該程序中，該程序則會(huì)仿真出機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)軌跡和最終位置。根據(jù)仿真結(jié)果可以提前知道機(jī)械手臂將要進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而決定是否讓機(jī)械手臂執(zhí)行該運(yùn)動(dòng)。本文為解決求解機(jī)械手臂動(dòng)力學(xué)方程復(fù)雜繁瑣的困難，引入了動(dòng)態(tài)仿真軟件ADAMS，運(yùn)用該軟件對機(jī)械手臂進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析，得到了機(jī)械手臂各部分位移時(shí)間、速度時(shí)間、加速度時(shí)間曲線圖。最后，本文對機(jī)械手臂控制系統(tǒng)作了介紹?？刂葡到y(tǒng)采用上、下位初控制方式，即上位機(jī)為PC機(jī)完成主要的運(yùn)算，下位機(jī)為單片機(jī)完成對電機(jī)的控制。控制系統(tǒng)由串口通訊電路、單片機(jī)、環(huán)形分配器、驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)等部分組成。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)算仿真結(jié)果，當(dāng)決定機(jī)械手臂執(zhí)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，將運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的數(shù)據(jù)即機(jī)械手臂四個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，通過計(jì)算機(jī)串口輸入到單片機(jī)，單片機(jī)控制機(jī)械手臂四個(gè)關(guān)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終完成整個(gè)機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)。

簡介：本文結(jié)合新型5自由度可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)械手TRIVARIANT樣機(jī)開發(fā)系統(tǒng)研究了TRICEPT和TRIVARIANT兩種機(jī)械手的靜剛度預(yù)估、整機(jī)有限元靜剛度分析與性能評價(jià)等問題以期為TRIVARIANT樣機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)全文工作和取得成果如下□提出一種對TRICEPT和TRIVARIANT兩種機(jī)械手末端靜剛度在任務(wù)空間中的分布的快速預(yù)估方法將機(jī)架暫視為剛體該方法利用虛功原理和子結(jié)構(gòu)綜合的思想首先構(gòu)造出系統(tǒng)的線剛度模型和角剛度模型然后運(yùn)用線性疊加原理建立了兩機(jī)械手整機(jī)末端靜剛度解析模型□利用上述解析模型探討了TRICEPT和TRIVARIANT兩種機(jī)械手的靜剛度評價(jià)指標(biāo)研究并比較了兩者末端靜剛度在任務(wù)空間中的分布規(guī)律揭示出系統(tǒng)構(gòu)件的幾何與彈性參數(shù)對術(shù)端剛度的影響并得到UPS支鏈連架虎克鉸的剛度是機(jī)械手末端靜剛度薄弱環(huán)節(jié)的重要結(jié)論進(jìn)而為在概念設(shè)計(jì)階段指導(dǎo)樣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù)□深入研究了并聯(lián)構(gòu)型裝備中各種常用鉸鏈的有限元精確建模技術(shù)同時(shí)為了提高計(jì)算效率借助有限元軟件ANSYS的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言提出了一種可在不同位形下快速建立整機(jī)有限元模型的建模策略與實(shí)施方法進(jìn)而為整機(jī)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)和性能評價(jià)提供了有力的工具對若干典型位形下的靜剛度分析結(jié)果表明在尺度和彈性參數(shù)等同條件下TRICEPT和TRIVARIANT具有極為類似的靜態(tài)特性□對TRIVARIANT樣機(jī)進(jìn)行了靜剛度實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明本文提出的剛度預(yù)估方法具有一定的可靠性□本文研究成果已成功地應(yīng)用于TRIVARIANT并聯(lián)機(jī)械手樣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同時(shí)對其它并聯(lián)構(gòu)型裝備的相關(guān)研究提供了有益的借鑒

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簡介：機(jī)械手是機(jī)器人研究最典型最常用的對象，能夠自動(dòng)完成焊接、磨削、噴涂、裝配、搬運(yùn)和醫(yī)護(hù)等作業(yè)操作，因此在工業(yè)現(xiàn)場，特別是在惡劣危險(xiǎn)以及要求精確性較高的環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著機(jī)器人控制深入研究，各種智能控制算法得以迅速發(fā)展。由于現(xiàn)行機(jī)械手實(shí)驗(yàn)平臺的開放性和通用性較差，使得各種先進(jìn)的控制算法在實(shí)驗(yàn)中不易實(shí)現(xiàn)，大部分控制算法研究大都局限于仿真層面，大部分實(shí)際生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)械手仍以采用PID的控制方案為主流。針對現(xiàn)行機(jī)械手控制算法研究局限于仿真層面的現(xiàn)狀，為了加強(qiáng)機(jī)械手控制的實(shí)驗(yàn)研究，提高機(jī)械手控制的精度，東北大學(xué)自動(dòng)化研究中心在985工程項(xiàng)目“流程工業(yè)自動(dòng)化科技創(chuàng)新工作平臺”中，提出了機(jī)器人控制實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)要求。本文依照開放式、模塊化的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套通用性較強(qiáng)的機(jī)械手控制實(shí)驗(yàn)平臺，可以對機(jī)械手的控制算法開展實(shí)驗(yàn)研究。本文的工作圍繞以下幾方面展開1參照機(jī)械手控制系統(tǒng)的通用模型，應(yīng)用“上位機(jī)下位機(jī)控制對象”的設(shè)計(jì)思路對實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)。從實(shí)驗(yàn)平臺的測試功能和實(shí)驗(yàn)功能的要求出發(fā)，提出了模塊化、開放性和通用性的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了機(jī)械手控制實(shí)驗(yàn)平臺的整體結(jié)構(gòu)。2按照機(jī)械手控制實(shí)驗(yàn)平臺的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了該平臺的硬件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括上位機(jī)和下位機(jī)兩部分，主要的工作是下位機(jī)控制臺的設(shè)計(jì)，包括控制臺的外觀設(shè)計(jì)，接口設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)。在控制臺的電氣設(shè)計(jì)中涉及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，測試電路設(shè)計(jì)，通訊電路的設(shè)計(jì)，控制電路的設(shè)計(jì)以及電源的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作完成后，對實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行了成功的開發(fā)。3基于機(jī)械手控制實(shí)驗(yàn)平臺的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)。軟件結(jié)構(gòu)分為上位機(jī)和下位機(jī)兩部分，上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的功能為控制算法實(shí)現(xiàn)、通訊功能、仿真顯示功能以及擴(kuò)展功能；下位機(jī)軟件基于硬件部分實(shí)現(xiàn)的功能，完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)、關(guān)節(jié)測試、工作模式切換、與上位機(jī)通訊以及對運(yùn)動(dòng)芯片的控制。4實(shí)驗(yàn)平臺開發(fā)成功后對機(jī)械手進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，應(yīng)用位置速度PD控制方法，未建模動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制方法和運(yùn)動(dòng)芯片編程控制方法在該實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)平臺的測試功能和實(shí)驗(yàn)功能，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)平臺的通用性和易操作性，并對該實(shí)驗(yàn)平臺的實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)性能作以總結(jié)，提出了進(jìn)一步改進(jìn)和完善該實(shí)驗(yàn)平臺的方法。

簡介：武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文設(shè)計(jì)制作了開鏈?zhǔn)椒峭暾麢C(jī)械手的實(shí)驗(yàn)裝置，采用UMAO運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，校驗(yàn)了非完整運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)傳遞可行性和有效性以及開鏈?zhǔn)椒峭暾麢C(jī)械手的運(yùn)動(dòng)可行性和控制的有效性，實(shí)現(xiàn)了開鏈?zhǔn)椒峭暾麢C(jī)械手的位形控制。本學(xué)位論文的研究工作，為開發(fā)航空航天機(jī)器入、特殊環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人和醫(yī)療機(jī)器人等提供了可以借鑒的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。有助于推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展。關(guān)鍵詞非完整系統(tǒng)，機(jī)器人，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，非線性控制，欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，非完整機(jī)構(gòu)一II

簡介：非完整約束主要存在于含有滾動(dòng)接觸的系統(tǒng)如多指機(jī)器人手和輪式移動(dòng)機(jī)器人以及角動(dòng)量守恒的系統(tǒng)如帶有機(jī)器人的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)和半空中的跳水員或體操運(yùn)動(dòng)員。這類問題通常是由于機(jī)械系統(tǒng)受到對速度的不可積約束引起的，這種約束不可通過積分的方法表示成位形空間的約束形式。同時(shí)由于非完整系統(tǒng)的自由度數(shù)目等于獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目減去非完整約束方程的數(shù)目，所以可用比系統(tǒng)可到達(dá)位形空間維數(shù)少的控制輸入數(shù)來確定其運(yùn)動(dòng)。本文基于已有的非完整理論及非線性控制方法，將摩擦圓盤運(yùn)動(dòng)分解機(jī)構(gòu)應(yīng)用到多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂上，設(shè)計(jì)了一種新型多關(guān)節(jié)欠驅(qū)動(dòng)可控的非完整機(jī)械手臂。由于可用比系統(tǒng)可到達(dá)位形空間維數(shù)少的控制輸入數(shù)來確定非完整系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，所以僅僅在機(jī)座上使用二個(gè)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂上的多個(gè)連桿。通過對此非完整機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)特性的研究表明了該系統(tǒng)具有非完整性。并且，證明了其可控性，表明此機(jī)械手是可以控制的。進(jìn)一步，本文對此機(jī)械手進(jìn)行了鏈?zhǔn)阶儞Q，這并不只因?yàn)橐话愕姆峭暾到y(tǒng)都可以化為鏈?zhǔn)较到y(tǒng)，更重要的是鏈?zhǔn)较到y(tǒng)的控制是比較容易和成熟的。完成鏈?zhǔn)阶儞Q后，本文研究了鏈?zhǔn)较到y(tǒng)的控制方法，利用時(shí)間多項(xiàng)式輸入控制的方法實(shí)現(xiàn)了對該多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂的控制。最后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并用所計(jì)算出的控制輸入來控制機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)，考察算法的可行性和可靠性。

簡介：隨著工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化，各種機(jī)器在生產(chǎn)中的普及，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也帶來了許多不安全因素，加之一些人為因素，致使生產(chǎn)的事故率不斷提高，加上交通事故等其它原因，人群中傷殘的人數(shù)的比例在不斷的攀登新的高峰，其中尤其以上肢傷殘的人數(shù)為最多。許多人因?yàn)槭チ耸直鄱鴨适Я藙趧?dòng)能力，也喪失了生活的信心，給自己和家庭帶來了很大負(fù)擔(dān)?；谏鲜銮闆r，大量科學(xué)工作者把自己的一生都奉獻(xiàn)給了假肢事業(yè)的研究工作，各種各樣的假肢也應(yīng)運(yùn)而生，其中用肌肉電信號控制的假肢的研究最為廣泛，因?yàn)檫@種假肢最符合人們本來的習(xí)慣，其功能也最貼近人肢體原有的功能?，F(xiàn)階段對于肌肉電信號控制的假肢來說，主要存在了兩方面的不足一方面，外圍的控制電路不夠完善；另一方面，肌電信號的識別不精確。其中后者成為限制其發(fā)展的首要問題。為此，本文提出了一種新的肌電信號識別分類的方法，利用現(xiàn)代信號處理中AR模型與數(shù)值方差計(jì)算相結(jié)合方法，對肌電信號進(jìn)行了壓縮和特征提取，并以此特征值為輸入在MATLAB軟件中構(gòu)建多層BP型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對肌電信號的特征值進(jìn)行分類仿真，很好地實(shí)現(xiàn)了肌電信號的識別與分類，為利用肌電信號控制機(jī)械手手指運(yùn)動(dòng)的研究搭建了平臺。在信號采集方面，本文參考了大量的相關(guān)文獻(xiàn)，并經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，最終選定指總肌肌群作為肌肉電信號采集的來源。在電路控制方面，本文選擇了經(jīng)濟(jì)實(shí)用型單片機(jī)AT89C51和H橋芯片L298驅(qū)動(dòng)機(jī)械手中的直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對機(jī)械手完成食指、中指伸展，其它三指握攏；五指伸開；五指握拳這三種動(dòng)作的控制。

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簡介：隨著現(xiàn)代氣動(dòng)技術(shù)、氣動(dòng)伺服控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，氣動(dòng)機(jī)械手作為典型的機(jī)、電、氣一體化裝置，以其價(jià)廉、簡單、維護(hù)方便、抗污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。作為機(jī)械手的一種，氣動(dòng)機(jī)械手的特點(diǎn)是以空氣作為動(dòng)力傳遞介質(zhì)，以氣缸、氣馬達(dá)或其它氣動(dòng)裝置作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本文論述了一種簡易型精確定位氣動(dòng)機(jī)械手的研制。該機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)在X、Y、Z三坐標(biāo)方向上的移動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是真空吸盤，用來吸取工件；在X、Y兩坐標(biāo)方向，采用了ML2B型無桿氣缸和與之配套的專用位置控制器，用常規(guī)氣動(dòng)開關(guān)閥實(shí)現(xiàn)了氣缸在行程范圍內(nèi)任意位置的精確定位定位精度達(dá)到±05MM。氣動(dòng)機(jī)械手的控制系統(tǒng)，由PLC和PC機(jī)兩部分組成。PLC作為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對氣動(dòng)機(jī)械手各電磁閥和專用位置控制器的直接控制以及運(yùn)行位置的信息反饋等；PC機(jī)作為上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對PLC控制命令的發(fā)送和整個(gè)機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。PLC和PC機(jī)之間以RS232標(biāo)準(zhǔn)串口通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。氣動(dòng)機(jī)械手的控制程序由PLC程序和人機(jī)界面程序兩部分組成，其中PLC程序采用三菱公司FX系列PLC編程工具FXGPWINC編程，計(jì)算機(jī)人機(jī)界面程序采用VB60編程。通過VB中的MSCOMM控件的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了上下位機(jī)之間的串口通信。通過人機(jī)界面程序，用戶可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的兩種控制方式操作手柄控制和PC機(jī)控制。本課題的研究，為氣動(dòng)機(jī)械手的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，提供了一種簡單易行且具有一定定位精度的方法；采用簡易型精確定位氣動(dòng)機(jī)械手開發(fā)的氣動(dòng)投籃游戲機(jī)，2005年12月28日起，在東莞科博館展出，經(jīng)過四個(gè)月的考核運(yùn)行，受到一致好評。

簡介：點(diǎn)擊查看更多基于ARM與FPGA的機(jī)械手自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械手控制方法研究姓名李明申請學(xué)位級別碩士專業(yè)模式識別與智能系統(tǒng)指導(dǎo)教師李建更于乃功20070501北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTNEURALNETWORKSAI℃EXTENSIVELYUSEDINMODELING、IDENTIFICATIONANDCONTROLOFSYSTEMBECAUSEOFTHEIRPOWERFULANDEXCELLENTABILITYOFDATAPROCESSINGANDAPPROXIMATINGANYNONLINEARFTMETIONINTHEPAPERTWOKINDSOFTYPICALNEURALNETWORKSFEEDFORWARDNEURALNETWORKANDRECURRENTNEURALNETWORKAREANALYZEDANDIMPROVEDTESPECTIVELYAPPLYTOBOTMANIPULATORSINVERSEMODELCONTROLANDPATHTRACKINGEXPERIMENTSHOWSAGOODRESULTSOMEMAINWORKSOFTHISPAPERARCASFOLLOWS1THESLRUETUREELMMETERISTIES，LAAININGALGORITHMANDAPPLICATIONINROBOTMANIPTTLATORS’CONTROLOFFEEDFORWARDANDREE哪TNEURALNETWORKS黜RESPECTIVELYANALYLXTANDSUMMARIZEDTHENGAVETHEPROBLEMOFTHESETWOAPPLICATIONSINROBOTMANIPULATORS’CONTR01BASEDONTHEABOVEANALYSISAKINDOFFASTSPEELANDHEURISTICALGORITHMANDAKINDOFIMPROVEDNEURALNETWORKSLZUETUREOFJORDANNETWORK玳RESPECTIVELYINTRODUCED2INTHEPAPEF’ASLRATEGYTHATCOMBINEDNEURALNETWORKANDINVERSEMODELCONTROLISPROPOSEDTOSOLVETHEPROBLEMRESULTEDFROMTHEINVERSECLYNAMIEMODELSNONLINEARCHARACTERISTICANDP鋤鋤CTCRSLTULCENAINTYIN2DOFROBOT蛐CONTR01ATTHE蛐ETIME，BECAUSEBPALGORITHMHASFLOILTLEDISADVANTAGESOFSLOWCONVERGENCEANDGETTINGEASILYINTOLOCALMINIMAATTHELASTTIMEOFTRAININGAFAST印CCDANDHCUL_ISTICALGORITHMISINTRODUCEDT0LRAINAMULTIPLEFEEDFORWARDNEURALNETWORKANDTHENESTABFISHTHEINVERSEMODELOFROBOTLLLMANDCONTROLITTHESIMULATIONRESULTSSHOWTHEVALIDITYOFCONTROLSLZATEGYANDTHEFAST印ECDCONVERGENCEOFALGORITHM3BASEDONTHEREE哪TNEURALNETWORKS’GOODABILITYOFMAPPINGNONLIN船TAYMMICSYSTEMAPAILHTRACKINGCONTROLSYSTEMBASEDON卸IMPROVEDJORDANNETWORKISDESIGNEDTOCONTROLROBOTMANIPULATORAPPROPRIALENETWORKSHUD【IⅡEANDTRAINNINGALGRITIARA讎SELECTEDACCORDINGTOTHEFEATUREOFMANIPULATORKINEMATICSFINALLYTHESIMULATIONSSHOWAFASTSPEEDANDREALTIMEEONTRONINGP曲皿AN∞KEYWORDSROBOTMANIPULATORPATH“LRAEKINGFEEDFORWARDNEURALNETWORKRECURRENTNEURALNETWORK

簡介：隨著社會(huì)自動(dòng)化程度的提高，越來越多的任務(wù)要求機(jī)器人能夠在有限空間內(nèi)進(jìn)行精密操作。而傳統(tǒng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)單元與執(zhí)行單元各自獨(dú)立，體積較大，動(dòng)作缺乏柔性，難以勝任日益復(fù)雜的操作需求。本課題組使用形狀記憶合金SMA制成內(nèi)嵌式形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器ESMAA，克服了這些缺點(diǎn)，有望作為機(jī)械手指應(yīng)用于機(jī)器人系統(tǒng)。但SMA在運(yùn)行過程中依賴金屬的內(nèi)部相變，存在遲滯和其他非線性特征，難以建立精確模型，使精密控制困難。同時(shí)，用于ESMAA的位置和力傳感器需考慮其柔性、體積、集成難度等各方面的因素，以避免對ESMAA運(yùn)行造成負(fù)面影響。面對這些挑戰(zhàn)，本文在國家自然基金的支持下，開展了一系列研究工作，取得初步成果如下⑴通過比較，選擇了合適的應(yīng)變片作為曲率傳感器，并進(jìn)行規(guī)范的工藝集成。采用聚偏二氯乙烯PVDF壓電薄膜制作了觸滑覺傳感器。討論了集成傳感器對ESMAA運(yùn)行的影響。⑵分析了ESMAA運(yùn)行的特點(diǎn)，構(gòu)建了基于PI與變結(jié)構(gòu)控制策略的ESMAA的控制模型。分析了PVDF觸滑覺傳感器信號識別的方法，并對ESMAA機(jī)械手抓取物體的操作流程進(jìn)行了基本規(guī)劃。⑶構(gòu)建了ESMAA的檢測與驅(qū)動(dòng)電路。該電路器件少，構(gòu)成簡單，運(yùn)行可靠。編制了可進(jìn)行并行控制三臺ESMAA的DSP程序。⑷對ESMAA開展了位置閉環(huán)實(shí)驗(yàn)研究，測試了不同控制策略以及不同控制參數(shù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)表明，變結(jié)構(gòu)控制策略下ESMAA的響應(yīng)速度可達(dá)到PI控制的2倍左右，其中，飽和控制響應(yīng)快速，無明顯振蕩，控制效果好。對PVDF的力測試實(shí)驗(yàn)證明了觸滑覺傳感的可行性。

簡介：本文基于已有的非完整理論及非線性控制方法，將摩擦圓盤運(yùn)動(dòng)分解機(jī)構(gòu)應(yīng)用到多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂上，在已有的模型上，對這種可控的四關(guān)節(jié)非完整機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)做了進(jìn)一步改進(jìn)和分析計(jì)算。分析了機(jī)械手設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，并提出了相應(yīng)的解決方案。根據(jù)四關(guān)節(jié)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)傳遞關(guān)系建立了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對此機(jī)械手進(jìn)行了鏈?zhǔn)阶儞Q，這并不僅是因?yàn)橐话愕姆峭暾到y(tǒng)可以轉(zhuǎn)化為鏈?zhǔn)较到y(tǒng)，更重要的是鏈?zhǔn)较到y(tǒng)的控制是比較容易和成熟的。完成鏈?zhǔn)阶儞Q后，研究了基于鏈?zhǔn)较到y(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，利用時(shí)間多項(xiàng)式輸入控制的方法實(shí)現(xiàn)了對該多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃仿真。結(jié)果表明了通過鏈?zhǔn)阶儞Q可以有效地得到非完整機(jī)械手臂的軌跡規(guī)劃和控制輸入。最后，利用拉格朗日力學(xué)方程，對四關(guān)節(jié)非完整機(jī)械手進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模，推導(dǎo)出了此機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型。并由動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了MATLAB仿真。研究結(jié)果表明了非完整多關(guān)節(jié)機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型和一般機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型具有相似性，可以利用分析一般機(jī)器人動(dòng)力學(xué)特性的方法來研究非完整機(jī)械手。此外，利用MATLAB進(jìn)行非完整系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真的思想，對非完整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化有一定的參考意義。

簡介：上海大學(xué)碩士學(xué)位論文汽車燃油分配管柔性裝配生產(chǎn)線多自由度機(jī)械手關(guān)鍵技術(shù)研究姓名吳凱申請學(xué)位級別碩士專業(yè)機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師沈立紅20040201海天學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文THEPOSTGRADUATETHESISOFSHANGHAIUNIVER引TYABSTRACTMANIPULATORISAKINDOFAUTOMATICMACHINEUSEDFORHANDLINGORTRANSMITTINGWORKPIECEORPARTACCORDINGTOTHEGIVENPROCEDUREORREQUESTINTHEAUTOMATICASSEMBLINGPRODUCTLINEOFTHEFUELPIPE，THEMANIPULATORWHICHHASMOREDEGREESOFFREEDOMISUSEDFORASSISTINGTHEROBOTINSPRAYINGSOMEKINDOFGLUEONTHEWORKPIECEINORDERTOENSURINGTHEWORKPIECE’SEALCAPABILITYANDAIDINGFORTHEROBOT，THEMANIPULATORNEEDTOBEDESIGNEDREASONABLYTHISTHESISISMAINLYMADEUPOFFOURSECTIONS，WHICHARESYSTEMSCHEMEDESIGN，SYSTEMMECHANISMDESIGN，CONTROLSYSTEMDESIGNANDSYSTEMCAPABILITYANDERRORANALYSISTHEAUTHORFIRSTINTRODUCESTHETECHNOLOGYCONSTITUTEOFMANIPULATORANDBRINGSFORWARDTHERESEARCHCONTENTOFTHISPAPERNEXTANALYZEANDDESIGNTHESYSTEMSCHEMEANDEDUCETHEWHOLECHARTOFSYSTEMMECHANISMINTHESECONDSECTION，THESYSTEMMECHANISM’DETAILEDDESIGNANDCALCULATINGAREMADE，INCLUDINGTHEDESIGNOFTHEPAWANDTHECONICGEARMECHANISM，THEPOWERCALCULATINGOFTHEGASCROCKANDTHEACSERVOELECTROMOTORETCINTHETHIRDSECTION，THEWHOLECONTROLSYSTEMISDESIGNEDANDTHEHARDWAREANDSOFTWAREOFTHESYSTEMAREALSOPROPOSEDATTHEENDOFTHISTHESIS，SYSTEMCAPABILITYANDERRORISANALYZEDANDTHEWHOLELENGTHCONTENTISSUMMARIZEDKEYWORDSMANIPULATOQMOREDEGREESOFFREEDOM2