空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制 被引量：12

1

作者 杨维帆 曹小涛 +2 位作者 张彬 赵伟国 林冠宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期231-238,共8页

为满足空间望远镜在轨主动光学控制需求,需要精密调整次镜相对于主镜的六自由度位姿,为此,针对6-PSS Stewart平台构型的次镜精密调整机构,设计完成了基于并联机器人关节空间方法的运动控制系统。以DSP和FPGA为核心处理器,编码器为反馈元... 为满足空间望远镜在轨主动光学控制需求,需要精密调整次镜相对于主镜的六自由度位姿,为此,针对6-PSS Stewart平台构型的次镜精密调整机构,设计完成了基于并联机器人关节空间方法的运动控制系统。以DSP和FPGA为核心处理器,编码器为反馈元件,集成电机三相桥为驱动元件,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制电路。基于次镜调整机构的顶层逆运动学模型和底层连杆控制系统,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制算法,该方法参数易于调整,利于工程实现,满足空间运动机构高可靠性调整需求。试验结果表明,该运动控制系统能够满足全行程内0.7μm(位移)和3"(角度)运动调整精度需求,能够满足空间望远镜主动光学调整任务。 展开更多

关键词 空间望远镜 STEWART平台 逆运动学模型 运动控制 主动光学

下载PDF 职称材料

小型自适应翻转攀爬机器人的设计与实现 被引量：6

2

作者 刘思南 马凝 杜巧玲 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2019年第3期322-331,共10页

为解决高空作业的危险性问题,设计并实现了一种小型自适应翻转攀爬机器人。机器人由5个连杆和4个关节组成,通过加速度传感器获取关键连杆的位置,并按照设定距离实现跨步、翻转动作。提出了翻转机器人的翻转控制算法,并利用PID(Proportio... 为解决高空作业的危险性问题,设计并实现了一种小型自适应翻转攀爬机器人。机器人由5个连杆和4个关节组成,通过加速度传感器获取关键连杆的位置,并按照设定距离实现跨步、翻转动作。提出了翻转机器人的翻转控制算法,并利用PID(Proportional-Integral-Derivative)闭环控制算法提高翻转机器人的攀爬动作精度。通过实验可知,翻转机器人的单次跨步平均耗时为29 s,跨步距离最大相对误差为4. 5%,平均相对误差为2. 1%,最大负重3. 79 kg,可实现稳定的连续攀爬。 展开更多

关键词 爬杆机器人 PID算法 逆运动学模型

下载PDF 职称材料

一种水下电动机械臂运动学与奇异性分析

3

作者 黄忠 刘可安 《控制与信息技术》 2023年第6期72-78,共7页

水下电动机械臂是水下机器人重要的作业工具。水下电动机械臂的控制需要运动学模型,但是不同结构的水下电动机械臂其运动学模型不同。另外,水下电动机械臂存在一些奇异位置,当机械臂位于奇异位置时,机械臂末端微小变化可能引起关节位置... 水下电动机械臂是水下机器人重要的作业工具。水下电动机械臂的控制需要运动学模型,但是不同结构的水下电动机械臂其运动学模型不同。另外,水下电动机械臂存在一些奇异位置,当机械臂位于奇异位置时,机械臂末端微小变化可能引起关节位置巨大变化,从而容易损坏机械臂,因此控制中需要规避水下电动机械臂的奇异位置。文章针对一种水下电动机械臂,基于改进D-H参数法推导出机械臂的正、逆运动学方程,建立机械臂运动学模型,求得了机械臂雅克比矩阵,并分析了机械臂奇异位置,同时采用条件数判断机械臂当前关节状态的可操作性。仿真实验结果表明,文章建立的运动学模型可以根据机械臂关节位置精确计算机械臂末端位姿,也可以根据机械臂末端位姿反解机械臂关节位置;当机械臂靠近奇异位置时,条件数呈指数级增长,这说明可以采用条件数规避水下电动机械臂的奇异位置。 展开更多

关键词 水下电动机械臂 正运动学模型 逆运动学模型 雅可比矩阵 奇异性 条件数

下载PDF 职称材料

基于Lagrange方法的失重人体建模与仿真 被引量：2

4

作者 王娟 庄达民 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期254-257,共4页

阐述了利用多刚体系统动力学进行航天员舱外活动仿真EVA(Extra Vehicu-lar Activity)的必要性.给出了应用计算多刚体系统动力学建立的通用失重人体4关节反向运动学与反向动力学模型.选取典型的实例,在对其进行适当简化的基础上,运用通... 阐述了利用多刚体系统动力学进行航天员舱外活动仿真EVA(Extra Vehicu-lar Activity)的必要性.给出了应用计算多刚体系统动力学建立的通用失重人体4关节反向运动学与反向动力学模型.选取典型的实例,在对其进行适当简化的基础上,运用通用模型对其进行仿真计算,计算时为考虑失重对人体质量、惯量与力量等参数的影响,对通用模型进行了修正.利用能量比较法对结果进行分析,得出当手部的运动轨迹半径与角速度减小、时间延长,髋关节做前驱运动时航天员工作最为节省能量.通过能量比较法计算得到了人体运动时各关节作功最为节省能量的范围.计算方法对航天员舱内外活动仿真及工效分析有一定的参考价值. 展开更多

关键词 失重 反向运动学模型 反向动力学模型 LAGRANGE方法

下载PDF 职称材料

索杆夹角可变的3自由度欠约束并联机器人的运动学控制 被引量：1

5

作者 赵涛 丁晓军 +2 位作者 赵虎 郑逸 马建瑞 《机械传动》 北大核心 2022年第12期73-78,共6页

柔索驱动并联机器人是一种特殊类型的并联机器人,其末端执行器由柔索替代刚性杆进行驱动。研究了一种索杆夹角可变的3自由度欠约束并联机器人,采用矢量闭环原理建立该机器人的逆运动学模型;根据拉格朗日方程,建立了该机器人的动力学模... 柔索驱动并联机器人是一种特殊类型的并联机器人,其末端执行器由柔索替代刚性杆进行驱动。研究了一种索杆夹角可变的3自由度欠约束并联机器人,采用矢量闭环原理建立该机器人的逆运动学模型;根据拉格朗日方程,建立了该机器人的动力学模型。基于模型补偿的机器人PD控制理论,设计了该机器人的PD控制器;给定机器人末端执行器的运动轨迹,使末端执行器的位姿变化通过机器人的逆运动学转化为柔索长度的变化,以柔索长度作为控制系统的输入。实验结果验证了该机器人的逆运动学和动力学模型的正确性及控制方法的有效性。 展开更多

关键词 柔索驱动并联机器人 索杆夹角可变 逆运动学模型 动力学模型 机器人PD控制

下载PDF 职称材料

基于CMAC的双足步行机器人逆运动学控制 被引量：2

6

作者 阮晓钢 李志谦 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第5期623-626,共4页

针对双足步行机器人(Biped Walking Robot)腿部逆运动学模型求解问题,采用一种基于CMAC神经网络的机器人逆运动学控制方法,设计CMAC神经网络控制系统。控制系统采用2个CMAC神经网络控制器分别用来逼近步行机器人支撑腿与摆动腿的逆模型... 针对双足步行机器人(Biped Walking Robot)腿部逆运动学模型求解问题,采用一种基于CMAC神经网络的机器人逆运动学控制方法,设计CMAC神经网络控制系统。控制系统采用2个CMAC神经网络控制器分别用来逼近步行机器人支撑腿与摆动腿的逆模型,跟踪通过三维线性倒立摆模型生成的给定腰部轨迹。建立步行机器人正运动学模型来调整CMAC神经网络权值,实现了步行器人腿部逆运动学映射。仿真结果表明,CMAC神经网络控制系统可以在保证机器人位姿良好的情况下跟踪给定的参考轨迹。三维运动学仿真结果进一步验证了控制算法的有效性。 展开更多

关键词 CMAC神经网路 双足步行 逆模型 机器人

下载PDF 职称材料

并联加工机的加工过程仿真

7

作者 郝娟 张建民 王增平 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期318-320,共3页

用 6参数建模方法建立了 6- PSS型并联加工机的逆运动学模型 ,即由给定刀具位姿求解滑块的位移 ,并根据运动的连续性求出滑块位移的唯一解。根据轨迹规划中得到的不同时刻刀具位姿 ,求出相应的滑块位移 ,并采用三维图形软件开发包 Open... 用 6参数建模方法建立了 6- PSS型并联加工机的逆运动学模型 ,即由给定刀具位姿求解滑块的位移 ,并根据运动的连续性求出滑块位移的唯一解。根据轨迹规划中得到的不同时刻刀具位姿 ,求出相应的滑块位移 ,并采用三维图形软件开发包 Open GL开发了仿真软件 ,以显示 6- PSS的运动过程。结果验证了所建模型及插补算法的正确性。 展开更多

关键词 并联加工机构 运动仿真 插补算法 逆运动学模型 加工过程 机床 仿真

下载PDF 职称材料

面向吊装路径规划的履带起重机运动学建模方法 被引量：2

8

作者 康玉伟 陈鹏宇 +3 位作者 王馨 刘硕 武立波 林远山 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第2期307-316,共10页

履带起重机建模是履带起重机路径规划的前提和基础,但是有关于履带起重机建模的研究尚不够系统,为此,以利勃海尔LR1400-2履带起重机为例,提出了一种面向吊装路径规划的履带起重机运动学建模方法,并对履带起重机运动学建模进行了理论推... 履带起重机建模是履带起重机路径规划的前提和基础,但是有关于履带起重机建模的研究尚不够系统,为此,以利勃海尔LR1400-2履带起重机为例,提出了一种面向吊装路径规划的履带起重机运动学建模方法,并对履带起重机运动学建模进行了理论推导、仿真分析和试验测试。首先,采用虚拟连杆和被动关节对刚柔混合的起升系统进行了建模,在此基础上确定了履带起重机的位形空间;然后,构建了履带起重机的正向运动学模型和逆向运动学模型,并给出了其相应的求解方法;最后,将构建出来的正向运动学模型和逆向运动学模型应用到履带起重机的吊装路径规划中,通过对3个不同的吊装路径进行规划,以此来验证该履带起重机运动学建模方法的有效性。研究结果表明:该履带起重机的正向运动学模型可准确地确定履带起重机各部件在位形空间上的位姿和姿态,为其碰撞检测提供了保障;该逆向运动学模型可为起重机的起吊位形和就位位形提供一种快速的求解方法。 展开更多

关键词 履带式起重机 起重机位形空间 碰撞检测 正向/逆向运动学模型 起吊位形 刚柔混合

下载PDF 职称材料

基于拉格朗日乘子法的Delta并联机器人简化刚体动力学建模方法 被引量：6

9

作者 王刚 刘延杰 +1 位作者 吴明月 韩海军 《机械与电子》 2015年第7期68-72,76,共6页

针对广泛应用于高速抓放操作的Delta并联机器人,提出了一种基于拉格朗日乘子法的刚体动力学建模方法,并利用约束方程的全微分求解出了动力学模型的显示表达式。建立了机器人的逆运动学以及刚体动力学模型,考虑机器人从动臂臂杆为轻质碳... 针对广泛应用于高速抓放操作的Delta并联机器人,提出了一种基于拉格朗日乘子法的刚体动力学建模方法,并利用约束方程的全微分求解出了动力学模型的显示表达式。建立了机器人的逆运动学以及刚体动力学模型,考虑机器人从动臂臂杆为轻质碳纤维杆,两端为较重的金属附件的特点,建立了简化刚体动力学模型。并针对机器人常用的高速抓放轨迹进行仿真,将简化前后的2种动力学模型与ADAMS仿真结果进行对比。 展开更多

关键词 并联机器人 拉格朗日乘子法 简化刚体动力学模型 逆运动学模型

下载PDF 职称材料

基于机床运动学模型的加工面形误差影响因素 被引量：2

10

作者 王鹏飞 王建锋 +2 位作者 王晋鹏 李勇 刘守法 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第2期123-128,共6页

面形精度是衡量工件加工面精度的一个重要指标,机床误差是影响工件面形精度的最关键因素。构建了5-DOF串并联机床运动学正解和逆解模型,并采用Matlab软件进行编程,对机床的11项误差参数进行设定,研究了误差参数对工件面形误差的影响。... 面形精度是衡量工件加工面精度的一个重要指标,机床误差是影响工件面形精度的最关键因素。构建了5-DOF串并联机床运动学正解和逆解模型,并采用Matlab软件进行编程,对机床的11项误差参数进行设定,研究了误差参数对工件面形误差的影响。研究表明,机床上并联的3个连杆各自的角度误差对工件面形误差的影响非常相近;立柱根部Z向角度误差引起的工件面形误差最大,0. 15°的角度误差引起的工件表面最大面形误差达7. 7 mm;机床上位置误差项对工件面形误差的影响普遍小于角度误差项,立柱根部X向位置误差引起的工件面形误差最大,1 mm位置误差引起的工件表面最大面形误差为1. 374 4 mm。该研究可为机床公差设计、刚度控制以及安装调整提供重要的依据。 展开更多

关键词 面形精度 运动学正解模型 运动学逆解模型 MATLAB软件

下载PDF 职称材料

机械腿逆运动学模型求解

11

作者 胡平志 李泽滔 《智能计算机与应用》 2020年第5期143-147,151,共6页

为研究四足机器人的运动,本文利用DH参数法建立了单条机械腿的运动学正向模型,并求解逆模型。但由于各个关节之间被连杆铰接,造成机械腿末端位置与各个关节角度之间存在耦合性以及非线性,正是这种耦合和非线性关系导致逆运动方程求解极... 为研究四足机器人的运动,本文利用DH参数法建立了单条机械腿的运动学正向模型,并求解逆模型。但由于各个关节之间被连杆铰接,造成机械腿末端位置与各个关节角度之间存在耦合性以及非线性,正是这种耦合和非线性关系导致逆运动方程求解极其困难。本文巧妙利用了这一点,将这一难点变为了解决问题的关键,提出了一种迭代法求解逆模型数值解,并以真实的三自由度的机械腿为例,对这种迭代求解法进行了验证,证实了该算法的可行性,可靠性。 展开更多

关键词 机械腿 逆运动学方程 迭代求解 数值解

下载PDF 职称材料

Gough-Stewart平台通用动力学反解分析 被引量：5

12

作者 刘国军 郑淑涛 韩俊伟 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期70-75,共6页

从实际应用角度出发,针对用户有时要求控制点可变、缸筒端与活塞端质心不一定在铰点连线上的情况,建立了适用于控制点在任意点、缸筒端与活塞端质心在任意位置的通用运动学反解模型;然后运用虚功原理建立了通用的动力学反解方程,得到了... 从实际应用角度出发,针对用户有时要求控制点可变、缸筒端与活塞端质心不一定在铰点连线上的情况,建立了适用于控制点在任意点、缸筒端与活塞端质心在任意位置的通用运动学反解模型;然后运用虚功原理建立了通用的动力学反解方程,得到了结构紧凑的解,并根据实际情况对模型进行了简化,确定其应用范围.最后通过仿真对比,验证所推导公式的正确性.结果表明:仿真结果与其它文献报道的结果完全吻合,所建立的动力学反解方程正确,可用于Gough-Stewart平台的设计及基于模型的控制策略的研究. 展开更多

关键词 Gough-Stewart平台 基于模型的控制 通用运动学反解模型 通用动力学反解模型 虚功原理

下载PDF 职称材料