Разработка методов математического моделирования кинематики промышленных манипуляторов

Разработка методов математического моделирования кинематики промышленных манипуляторов

Автор: Пчелинцева, Светлана Вячеславовна

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2005

Место защиты: Саратов

Количество страниц: 205 с. ил.

Артикул: 2947479

Автор: Пчелинцева, Светлана Вячеславовна

Стоимость: 250 руб.

Разработка методов математического моделирования кинематики промышленных манипуляторов  Разработка методов математического моделирования кинематики промышленных манипуляторов 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КИНЕМАТИКИ.
1.1. Основные сложности, возникающие при решении задач кинематики и динамики манипуляторов.
1.2. Кинематические параметры описания вращательного движения твердого тел а
1.3. Кинематические параметры, используемые для описания произвольного пространственного движения.
1.4. Прямая и обратная задачи о положении манипулятора, методы создания программных траекторий
1.5. Постановка задачи исследования.
2. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КИНЕМАТИКИ МАНИПУЛЯ ТОРА
2.1. Решение задач кинематики манипулятора с использованием различных кинематических параметров.
2.2. Связь различных кинематических параметров описания движения твердого тела
2.3. Оценка эффективности использования кинематических параметров. Анализ вычислительной сложности
2.4. Нейросетевой подход к решению обратной задачи кинематики
манипулятора
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ ТРАЕКТОРИЙ МАНИПУЛЯТОРА В ПРОСТРАНСТВЕ ОБОБЩЕННЫХ КООРДИНАТ
3.1. Методика планирования траектории в пространстве обобщенных координат
3.2. Определение коэффициентов аппроксимирующих полиномов степеней 434, 353, ЗЗЗЗЗ, 524,425 и полинома 7степени.
к
3.3. Выводы.
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ ТРАЕКТОРИЙ МАНИПУЛЯТОРА В ДЕКАРТОВОМ ПРОСТРАНСТВО.
4.1. Методы планирования программной траектории в декартовом пространстве.
4.2. Использование бикватернионного аппарата при планировании программных траекторий.
4.3. Выводы.
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОГРАММНЫХ ТРАЕКТОРИЙ МАНИПУЛЯТОРОВ.
5.1. Применение методики выбора рациональной программной траектории для осуществления транспортной операции роботом манипулятором типа ПУМА.
5.2. Выполнение технологических операций по программным траекториям, сформированных в декартовом пространстве.
5.3. Оценка сходимости метода планирования траекторий с ограниченными отклонениями.
5.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Для описания движения твердого тела вокруг неподвижной точки был предложен ряд кинематических параметров. Однако, в дальнейшем в механике наиболее широкое применение нашли углы Эйлера-Крылова, которые использовались, в частности, в прикладной теории гироскопов и в работах по исследованию управления движущимися объектами. Кроме этого, в теоретических работах применялся также матричный аппарат, при этом положение тела задавалось направляющими косинусами. Другие способы задания углового движения в течение длительного времени практического применения не находили. Однако, за последние десятилетия положение изменилось. Развитие систем управления летательными аппаратами, использование ЭВМ в задачах управления, а также появление и развитие робототехники привело к тому, что актуальной стала задача наиболее рационального описания пространственного движения твердого тела и системы тел [2-4, , , , 1, 3]. Так, использование углов Эйлера связано с определенными неудобствами. В частности, при определенных значениях углов может происходить вырождение кинематических уравнений, которое не вызвано реальными физическими ограничениями, накладываемыми на угловые движения твердого тела [4]. Кроме того, интегрирование кинематических уравнений и преобразование координат в углах Эйлера-Крылова связаны с тригонометрическими операциями, которые снижают эффективность использования ЭВМ. Использование аппарата матриц направляющих косинусов, при многих его достоинствах, сопровождается существенной вычислительной избыточностью, что особенно проявляется при решении задач кинематики и динамики многозвенных манипуляторов. Эти параметры не вырождаются при любом положении твердого тела. Число этих параметров равно четырем, поэтому они имеют одно уравнение связи, в отличие от шести таких уравнений для направляющих косинусов, т. Рассмотрим различные способы и кинематические параметры задания углового движения твердого тела более подробно. Любое вращение в пространстве можно представить в виде композиции трех вращений, произведенных в определенной последовательности вокруг надлежащим образом выбранных осей. Классические углы Эйлера представляют собой три независимые величины, однозначно характеризующие угловое движение твердого тела. Эйлером принят следующий способ выбора углов. О — закрепленная точка тела, совпадающая с началом координат (рис. За положительное направление поворота в правой системе координат примем направление против часовой стрелки для наблюдателя, смотрящего с положительного конца оси, вокруг которой осуществляется поворот. У* и У’. Прямая ОіV, положительное направление которой задает ось О К/, называется линией узлов. Второй поворот на угол 0 производится вокруг линии узлов, при этом подвижная система координат займет положение Уу*У". Рис. Последовательность поворотов Рис. X *'”—)¦ у у У" ? У ~ X > У, (1. Г' (плоского) поворота. Указанные углы введены Эйлером в астрономии. При этом \t, 0, ф - это 'V соответственно углы прецессии, нутации и собственного вращения Земли: У3 - ось собственного вращения Земли (ф = 7,х *4/с = 5град/ч). В пространстве ось У2 медленно прсцессирует вокруг оси Ху со скоростью ф, за ООО лет описывая полный конус (годовая прецессия составляет м); 0 = const = °. Три угла (/, 0, (р не зависят друг от друга и могут быть выбраны произвольно. Если заданы три числа, являющиеся значениями этих углов, то тем самым однозначно определена ориентация твердого тела в абсолютном пространстве. Известно, что матричное описание вращения твердого тела упрощает многие операции. Одновременно использование матричного аппарата для полного описания ориентации вращающегося твердого тела требует использования всех девяти элементов результирующей матрицы поворота, т. БШ ф , сер = СОБф И Т. Матрица (1. Конечный поворот, задаваемый матрицей А, получен как результат произведения трех матриц единичных поворотов (1. Поскольку операции перемножения матриц не обладают свойством коммутативности, то это означает, что конечные повороты твердого тела тоже не коммутативны. Т. е.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.282, запросов: 244