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(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1運動學(xué)的研究 3
1.2.2動力學(xué)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(xué)分析 9
2.1 Delta并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu) 9
2.1.1建立坐標系 10
2.1.2逆運動學(xué)分析 10
2.1.3正運動學(xué)分析 12
2.1.4正運動學(xué)、逆運動學(xué)求解數(shù)據(jù)分析 14
2.2 基于 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的正運動學(xué)分析 16
2.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 16
2.2.2改進的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法 17
2.2.3仿真與結(jié)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(jié) 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(guān)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(jié) 45
第 4章 Delta并聯(lián)機器人控制系統(tǒng)設(shè)計 46
4.1動力學(xué)建模 46
4.2動力學(xué)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(shè)計 50
4.3控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 55
4.3.1仿真模型設(shè)計 55
4.3.2兩種控制方法對比仿真 56
4.4本章小結(jié) 79
第 5章 Delta并聯(lián)機器人伺服系統(tǒng)設(shè)計 80
5.1關(guān)節(jié)交流永磁同步電動機驅(qū)動的數(shù)學(xué)模型 80
5.1.1電流環(huán)調(diào)節(jié)器的設(shè)計 81
5.1.2速度環(huán)調(diào)節(jié)器的設(shè)計 82
5.1.3位置環(huán)調(diào)節(jié)器的設(shè)計 84
5.2仿真設(shè)計 85
5.2.1 PI調(diào)節(jié)器的 Simulink模型 85
5.2.2空間電壓矢量脈寬調(diào)制算法實現(xiàn)及 Simulink仿真 86
5.3系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析 91
5.4本章小結(jié) 97
第 6章 樣機系統(tǒng)實驗驗證 98
6.1樣機硬件部分設(shè)計 98
6.1.1伺服系統(tǒng)硬件設(shè)計 99
6.1.2機器人控制器設(shè)計 100
6.1.3視覺信息采集系統(tǒng)設(shè)計 100
6.1.4機械機構(gòu)設(shè)計 102
6.1.5主控制器設(shè)計 102
6.2樣機軟件部分設(shè)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?zāi)康募皩嶒灧桨? 110
6.3.3數(shù)據(jù)分析 111
6.4本章小結(jié) 113
參考文獻 114
附錄 相關(guān)程序代碼 119