移動機械臂的運動學分析及子系統的控制研究.pdf

1、移動機械臂系統的移動平臺和機械臂兩個子系統的協調運動是移動機械臂優(yōu)于移動機器人和傳統機械臂的根本所在，這使該系統具有更加明顯的實用價值；而有的平臺受到非完整約束，使移動機械臂成為典型的非完整系統，而非完整系統的控制則一直是控制理論界的研究熱點。本文以機場服務機器人為研究背景，對移動平臺和機械臂之間的耦合進行了解耦，同時對機械臂的軌跡跟蹤和具有非完整約束移動平臺的點鎮(zhèn)定控制進行了研究。 首先，重建了移動機械臂的運動學和動力學模型。

2、用D-H法建立了兩自由度機械臂的運動學模型；在分析完整約束與非完整約束的基礎上，重建了移動平臺的運動學模型；進而重建了移動機械臂系統的運動學模型；采用Lagrange力學法重建了移動機械臂系統的動力學模型。 其次，設計了基于模糊控制理論的機械臂系統軌跡跟蹤控制器。將模糊控制方法與增量式PID控制方法在機械臂軌跡跟蹤的控制效果進行了對比，結果表明所設計的模糊控制系統能夠很好地克服機械臂系統中存在的非線性、不確定性和強耦合等因素的影

3、響。 然后，針對具有約束的非完整移動平臺，利用其運動學模型設計了基于貝塞爾幾何規(guī)劃法的點鎮(zhèn)定控制器。由于該系統存在約束，所以使用最優(yōu)優(yōu)化方法中的懲罰函數法使約束系統轉化為無約束系統，再利用無約束優(yōu)化方法中的Powell方法對運動軌跡的曲率進行了優(yōu)化，保證了移動平臺的平滑運動。 最后，利用最小二乘支持向量機模型簡單、具有良好的泛化能力和求解速度快等優(yōu)點對移動機械臂系統中的機械臂和移動平臺的運動學耦合進行了解耦。但是最小二乘