串聯六自由度機器人運動仿真與控制系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、隨著企業(yè)用工成本的不斷提高，在人力資源越來越緊張的環(huán)境下，如何降低生產成本，提高生產效率，提高企業(yè)競爭力逐漸成為了各個企業(yè)所關心的問題。制造業(yè)也是如此，工業(yè)機器人以其高效率、高精度、少人化或無人化等優(yōu)點漸漸占據各個企業(yè)的生產現場，成為企業(yè)提高市場競爭力的重要手段。
　　機器人系統(tǒng)從控制的觀點來看，是一個復雜的動態(tài)藕合系統(tǒng)，該數學模型的復雜性和非線性是很明顯的。相比于傳統(tǒng)的機器人設計方法，需要先制作出物理樣機，然后再對它的性能進行反

2、復測試比較，然后才能加以改進。這樣做不僅是難以有效地提高機器人的性能，而且還會花費大量的資源，人力和時間。而利用虛擬樣機技術來研究和開發(fā)機器人，在計算機中對它的參數化模型進行運動學、動力學和控制系統(tǒng)的仿真，并可以方便且直觀地觀察并分析出機器人的虛擬模型的優(yōu)劣，進而對它們的性能進行分析和改進。這樣便找到了一條更為簡單的提高機器人的開發(fā)效率，降低研發(fā)成本的道路。
　　本文主要對于串聯六自由度機器人（以HA006型工業(yè)機器人為例）的運動

3、學進行了仿真和控制系統(tǒng)進行了仿真研究。對于HA006型機器人，討論了機器人的位置和姿態(tài)表示方法。采用四參數的方法，利用齊次變換矩陣，構建了HA006型機器人的運動學方程。研究了該機器人的運動學正解和反解，并分析求解了它的雅可比矩陣，并對機器人的動力學方程和可達空間進行了初步研究。
　　在計算機中，觀察并分析HA006型工業(yè)機器人的虛擬模型，進而對它的性能進行分析和改進。可以清楚地判定機器人運動方案是合理的，通過圖像，看到所設計的軌

4、跡規(guī)劃和控制算法的可行性，這使得工業(yè)機器人的設計效率得到了極大的提高。
　　簡單介紹了基于MATLAB軟件平臺的RoboticsToolbox機器人工具箱的特點。并且在這個工具箱的平臺下，完成了對于HA006型工業(yè)機器人的模型的構建，并對它進行了運動學正逆解的仿真計算。
　　針對串聯機器人（以HA006型工業(yè)機器人為例）運動的軌跡進行規(guī)劃。首先，利用Solidworks軟件平臺建立起機器人的實體的模型，然后再以運動系統(tǒng)的推導

5、公式為依據，利用MATLAB平臺的機器人工具箱進行了模擬仿真和分析，顯示出運動過程的實時情況，在這一過程中得到了許多有用的曲線的參數數據，為了控制系統(tǒng)設計的條件，達到良好的要求創(chuàng)造了條件。
　　介紹了應用ADAMS仿真軟件，并且以HA006型機器人為例，對機器人運動學和動力學進行分析。由于ADAMS軟件較難建立精確、復雜的實體三維模型，而這往往可以影響到仿真分析的準確性。因此，為了可以比ADAMS軟件更為準確形象地建立起機器人模型

6、，可以利用Solidworks平臺來建立HA006型工業(yè)機器人的模型。并把它導入到ADAMS平臺中完成對它的特性的修改，并用ADAMS平臺作了一個較為簡單的運動學仿真分析。
　　使用了ADAMS和MATLAB這兩個軟件，對HA006型機器人的聯合控制系統(tǒng)進行了仿真。計算分析功能強大的MATLAB軟件，能夠迅速和容易地建立一個控制系統(tǒng)的模型。這兩個軟件的聯合使用，可以把機器人的機械部分和控制部分的仿真結合起來，實現了較為真實的工業(yè)機