三自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、本文的研究對(duì)象是自主研發(fā)設(shè)計(jì)的果樹采摘機(jī)器人，它是由三自由度機(jī)械手固定在可萬向移動(dòng)的小車上構(gòu)成的一類特殊的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。其中，機(jī)械手的設(shè)計(jì)與控制是果樹采摘機(jī)器人最關(guān)鍵的部分。針對(duì)自主設(shè)計(jì)的三自由度機(jī)械手，本文主要進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的搭建、控制器的設(shè)計(jì)及仿真及下位機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。主要內(nèi)容如下:
　　首先，在數(shù)學(xué)模型的搭建上，分析了三自由度機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)，運(yùn)用D-H法建立了機(jī)械手的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并在關(guān)節(jié)空間上

2、對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了基于多項(xiàng)式插值方式的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃。根據(jù)機(jī)械手各關(guān)節(jié)間的力學(xué)關(guān)系，分別運(yùn)用拉格朗日法和牛頓-歐拉法建立了其動(dòng)力學(xué)模型。
　　其次，在控制器的分析與設(shè)計(jì)上，為了能夠充分利用所建立的數(shù)學(xué)模型，并能夠最大限度地克服由于機(jī)械臂模型本身的不確定性所引起的干擾，在通過對(duì)各種控制方案分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于模糊補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械臂軌跡跟蹤自適應(yīng)控制器。通過MATLAB仿真表明采用一定規(guī)則的模糊邏輯系統(tǒng)能夠很好地補(bǔ)償機(jī)械臂的不確定性，機(jī)械臂能