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题名基于自然正交补的冗余驱动并联机构动力学建模
被引量：5
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作者
王耀军
张海峰
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机构
浙江机电职业技术学院自动化学院
浙江理工大学机械与自动控制学院
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2022年第10期1440-1447,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51935010,52005448)
浙江省自然科学基金资助项目(LQ19E050015)。
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文摘
为了解决并联机构引入冗余驱动造成驱动力求解不唯一,可能引起内力对抗的问题,对冗余驱动并联机构的动力学建模和驱动力优化进行了研究。首先,以3RRR冗余驱动并联机构为例,基于闭环矢量法确定了机构的位移、速度关系;然后,为克服牛顿-欧拉法方程多、计算量大,以及欧拉-拉格朗日法计算量大、实时性差的问题,基于螺旋理论,提出了应用自然正交补方法建立机构的动力学模型,推导了机构的逆动力学方程;最后,采用无穷大范数法,以最小化最大驱动力为目标优化驱动力,并通过圆轨迹跟踪对其进行了仿真。研究结果表明:应用自然正交补方法建立冗余驱动并联机构的模型,采用最小化最大驱动力优化,将最大驱动器功率由1.5 Nm降低到1.2 Nm,驱动器功率降低了20%;该方法具有形式简洁、系统高效、中间变量少的优点,对冗余驱动机构的建模和后续控制律开发具有较大的参考价值。
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关键词
机构学理论
机构动力学方程
冗余驱动
自然正交补方法
驱动力优化
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Keywords
mechanism theory
dynamic equation of mechanism
redundant drive
natural orthogonal complement method
driving-force optimization
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分类号
TH112
[机械工程—机械设计及理论]
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题名六自由度机械臂反向动力学递推算法研究
被引量：2
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作者
谈衡
刘凯磊
康绍鹏
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机构
江苏理工学院机械工程学院
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出处
《机床与液压》
北大核心
2021年第17期49-53,共5页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目(51805228)
江苏省高等学校自然科学基金研究项目(20KJB580005)。
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文摘
针对多自由度串联型工业机械臂反向动力学求解问题,提出一种基于解耦自然正交补的反向动力学递推算法。通过六维旋量描述相邻连杆的速度约束,用自然正交补矩阵构建关节速度与六维旋量之间的关系。采用非解耦的Newton-Euler方程建立机械臂的动力学模型,当考虑连杆间的速度约束时,将该动力学模型用基于自然正交补的方法进行解耦,形成机械臂反向动力学递推算法,得到动力学模型的最小阶形式。以KUKA KR5六自由度机械臂为例,在仿真环境下对所提算法的有效性进行验证。结果表明:与其他4种算法相比,该算法计算复杂度低、计算效率高;该算法计算效率比ADAMS高67.7%。
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关键词
机械臂
反向动力学
递推算法
自然正交补法
速度约束
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Keywords
Manipulator
Inverse dynamic
Recursive algorithm
natural orthogonal complement method
Velocity constraint
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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