【摘 要】
:
并联机器人具有运动负荷小、微动精度高、末端件惯性小以及动态响应快等优点,目前已被广泛应用于航空、军事、医疗等领域中。本文以康复机器人为背景,将一种6-DOF并联机器人作
论文部分内容阅读
并联机器人具有运动负荷小、微动精度高、末端件惯性小以及动态响应快等优点,目前已被广泛应用于航空、军事、医疗等领域中。本文以康复机器人为背景,将一种6-DOF并联机器人作为其主机构,并进行并联机器人控制系统的研究,以实现患者做下肢康复训练时,并联机器人具有更好的运动性能。由于常规的控制方法无法达到期望的控制效果。因此,本课题的主要目的是寻找一种适合医疗康复的控制方法,以实现并联机器人完成复杂运动时仍能保持较高的轨迹跟踪精度。 首先详细分析了6-DOF并联机器人的结构模型,建立了位置坐标系,然后基于坐标变换理论,推导了位姿反解方程,求出了雅克比矩阵,最后对其运动学进行了计算,并以动平台转动为实际算例,在Matlab软件中对其进行了仿真实验。 在分析了机构刚性体模型的基础上,基于拉格朗日法推导了其动力学方程,分别对动平台和各条分支杆件进行了动力学建模,然后推导了两者之间的联合方程,最后对其结构模型采取了优化处理,为后续控制系统一系列关键问题的研究提供了一定的理论依据。 由于并联机器人动力学模型较为复杂,常规的控制方法很难对其实现轨迹跟踪的精确控制。鉴于此,在深入分析了 BP网络、PID控制和PSO算法所有优点的基础上,提出了一种改进粒子群优化(IPSO,Improved Particle Swarm Optimization)的BP神经网络自适应PID控制算法(简称IPSO BP PID控制算法)。在研究PSO算法时,针对其收敛性能问题,对算法中的两个关键参数进行了重大改进,分别是惯性权重的重新调整和收缩系数的优化,然后基于改进后的PSO算法训练BP网络的连接权值,并采用优化后的BP网络调整PID的关键参数,最后在Matlab环境下分别对PID、BP PID和IPSO BP PID控制方法进行了仿真与对比分析。结果证明,IPSO BP PID控制算法可以明显提高系统的控制精度。 最后,在Matlab环境下对6-DOF并联机器人进行了控制系统实验平台的搭建和IPSO BP PID控制器的设计,然后分别将PID和IPSO BP PID两种控制算法对其进行了仿真与对比分析。结果表明,IPSO BP PID控制算法相比于常规的PID算法明显地提高了系统的轨迹跟踪性能。
其他文献
本文主要从饲料选择、饮食控制以及牛舍温度等方面,分析了西门达尔牛的养殖技术,从疫苗研究力度、牛场建设以及对症下药等方面,对西门达尔牛的疾病防治策略进行了深入探讨,以
随着国有企业改革的不断深入,工会工作面临很多问题,因此工会组织要对保障职工的合法权利和利益方面进行全面考虑.要掌控好总体与部分之间的关系,通过以点带面的工作方式,推
加载器是试验台中提供负载、模拟真实工况的部件,在很大程度上认为其性能最终决定着试验台的各项指标。目前,现有的加载器有其各自的限制条件,例如不能在试验中改变力矩、结构复杂、成本高、可施加的行程角有限等。本课题的目的是研制出兼顾多种优点的通用性加载器。本文综述了国内外加载器技术的发展概况,简单介绍了几种加载器的优缺点以及同步式加载器的工作原理,以加载器不同的工作状态为基础对封闭试验台进行功率流分析,并
伴随经济全球化发展形势的影响,我国油田企业也面临转型发展.在这样的新形势下,在外来思潮及价值观的影响下石油企业职工的思想价值体系也正朝着多元化发展,在这样的敏感时期
在我镇实施的"快乐课堂"中,教学环节是:明确目标,快乐启航--快乐探究,挑战自我--互学共学,快乐交流--快乐展示,分享智慧--快乐收获,体验成功。第一个环节的"明确目标"通常是让学生根据课
自治区党风廉政建设教育月活动现已“梅开五度”,这次把“立党为公、执政为民、率先垂范”作为主题,对全疆党员干部特别是领导干部进行了一次践行“三个代表”重要思想的教
高炉正常生产时,需要风机为其稳定输送定量、定压的空气,依靠鼓风机组输出的空气来托起炉料和助燃。武钢汽轮鼓风机组已投产运行几十年,控制系统功能不完善且老化严重,机组负荷波动超标,影响高炉生产。需要对机组控制系统进行改造,以改善机组运行状况,保障机组安全稳定运行,满足高炉稳定生产需要。因此对控制系统改造方案进行研究具有很好的经济效益。本文论述了国内外汽轮鼓风机组控制系统发展概况。介绍了机组原有控制系统
油管、套管等油井管在井下会受到轴向压力、外压、内压等载荷的作用。轴向压力一方面会使油井管产生轴向屈曲,另一方面会改变油井管(尤其是薄壁油井管)的横向屈曲性能(抗挤毁
N-烷氧基受阻胺(NORs)是一类无毒、无卤、低烟,且性能优良的光稳定剂,也可作为阻燃剂或阻燃增效剂,在很小用量下就有明显的阻燃和阻燃增效作用,因此NORs被认为是极具发展潜力的一类绿色高效阻燃剂。但目前的品种只对聚丙烯纤维或薄制品有明显的阻燃效果,且化学结构极其复杂,以致制备过程十分繁杂,三废排放量很大,且产品价格昂贵。因此,开发一些阻燃效果更好、适用范围更宽、结构和制备过程简单、生产过程三废排
质量和质心作为产品的基本物理参数之一,它的属性直接影响着产品的使用性能.随着科学技术的发展和进步,产品开始趋于小型化和复杂化,因此对它们质量质心进行测量的系统急需被更新。本文就是对复杂型面结构件的质量质心测量系统进行研究和设计。首先,本文对整个质量质心测量系统的总体方案进行了设计规划。根据测量的要求建立了机电一体化的设计模型,提出了“机械测量、硬件采集、软件处理”的设计思路,分析了测量的理论基础,