仿猿雙臂手機(jī)器人連續(xù)移動(dòng)控制及實(shí)驗(yàn)研究.x課件

仿猿雙臂手機(jī)器人連續(xù)移動(dòng)控制及實(shí)驗(yàn)研究Brachiation機(jī)器人的連續(xù)移動(dòng)是一種模仿長(zhǎng)臂猿在樹(shù)枝間擺蕩移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。由于Brachiation機(jī)器人系統(tǒng)屬于一個(gè)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng),具有二階非完整約束及運(yùn)動(dòng)不可積的特點(diǎn),這使得很難找到一條可行的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)可靠的連續(xù)移動(dòng)。針對(duì)這一問(wèn)題,本文采用基于大阻尼欠驅(qū)動(dòng)的方法進(jìn)行仿猿雙臂手機(jī)器人連續(xù)移動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)及仿真與實(shí)驗(yàn)研究。本文在分析連續(xù)抓桿運(yùn)動(dòng)的調(diào)整、松桿、擺蕩、抓桿四個(gè)階段的基礎(chǔ)上,分別進(jìn)行了四個(gè)階段運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)。分別進(jìn)行了各階段主驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的軌跡規(guī)劃,采用PID控制律進(jìn)行軌跡跟蹤控制。調(diào)整階段控制器的設(shè)計(jì),采用最優(yōu)化方法進(jìn)行各關(guān)節(jié)目標(biāo)角度的優(yōu)化設(shè)計(jì),使在擺蕩階段初期能夠獲得較大的重力勢(shì)能,從而欠驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)能夠擺蕩到更大的角度。松桿階段控制器的設(shè)計(jì),針對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)角度誤差及桿件參數(shù)誤差導(dǎo)致采用運(yùn)動(dòng)學(xué)判斷條件在進(jìn)行松桿結(jié)束判斷時(shí)在實(shí)驗(yàn)中不可靠的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了松桿階段各關(guān)節(jié)軌跡及松桿結(jié)束條件。擺蕩階段控制器的設(shè)計(jì),為使欠驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)在主驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的耦合作用下能夠以更低的速度向前擺蕩,同時(shí)使肘關(guān)節(jié)軌跡最大角速度盡可能小,采用兩段的三角函數(shù)角速度軌跡進(jìn)行肘關(guān)節(jié)角速度軌跡的規(guī)劃,分別設(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)角速度評(píng)價(jià)函數(shù)、可抓握評(píng)價(jià)函數(shù)、肘關(guān)節(jié)角度調(diào)整評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行肘關(guān)節(jié)軌跡參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。大阻尼抓桿階段控制器的設(shè)計(jì),采用大阻尼欠驅(qū)動(dòng)退轉(zhuǎn)反饋?zhàn)U控制方法實(shí)現(xiàn)可靠地抓握目標(biāo)桿。本文進(jìn)行了BARDAH-I型仿猿雙臂手機(jī)器人仿真與實(shí)驗(yàn)。分別進(jìn)行了擺蕩階段、不同桿間距及高度下的ADAMS-MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真,仿真表明,設(shè)計(jì)的連續(xù)移動(dòng)控制器能夠有效實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在多根不同桿間距及高度下的連續(xù)移動(dòng)。最后在本實(shí)驗(yàn)室自主研制的BARDAH-I型機(jī)器人上,在起始桿間距為1m,目標(biāo)桿間距分別為0.5m、0.6m、0.7m、