聚變堆精細(xì)操作機(jī)器人運動控制技術(shù)研究.pdf

1、核聚變能作為一種資源無限、清潔安全的新能源是當(dāng)今世界解決能源問題的最主要出路。由于熱核反應(yīng)堆內(nèi)部環(huán)境不適合人類在里面工作，在運行期間需要對其進(jìn)行維護(hù)維修以及對一些舊的設(shè)備進(jìn)行拆卸并更換、裝配一些新的設(shè)備，故而需要遙操作機(jī)器人系統(tǒng)去代替人類去完成這部分工作。本文重點分析了遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的從端機(jī)械臂的運動控制，主要完成機(jī)械臂的運動學(xué)分析、動力學(xué)分析、軌跡規(guī)劃以及運動控制、機(jī)械臂的交互系統(tǒng)建立以及機(jī)械臂的離線仿真以及樣機(jī)實驗研究。
　

2、　首先，對聚變堆精細(xì)操作機(jī)器人進(jìn)行運動學(xué)分析。建立機(jī)器人的運動學(xué)模型，給出其D-H參數(shù)，并根據(jù)D-H參數(shù)法則得出機(jī)器人的正向運動學(xué)，利用蒙特卡洛法求解工作空間，結(jié)合聚變堆精細(xì)操作機(jī)器人的具體構(gòu)型，在MATLAB上仿真得到機(jī)器人的基本工作空間。結(jié)合雅可比矩陣，給出了阻尼最小二乘法求解機(jī)器人的逆運動學(xué)求解方法，完成聚變堆精細(xì)操作機(jī)器人的完整的運動學(xué)分析。
　　其次，對聚變堆精細(xì)操作機(jī)器人進(jìn)行動力學(xué)分析?；诶窭嗜展角蟮脵C(jī)器人的動力

3、學(xué)方程，給出了基于拉格朗日方程用雅克比矩陣表示的簡化形式。根據(jù)聚變堆精細(xì)操作機(jī)器人的具體構(gòu)型，給出聚變堆精細(xì)操作機(jī)器人動力學(xué)參數(shù)，為后續(xù)的在此基礎(chǔ)上利用動力學(xué)方程進(jìn)行機(jī)器人的離線控制仿真提供理論基礎(chǔ)。
　　另外，對聚變堆精細(xì)操作機(jī)器人進(jìn)行軌跡規(guī)劃。在笛卡爾空間規(guī)劃過程中，采用加權(quán)最小范數(shù)法的二次修正法從而實現(xiàn)避免關(guān)節(jié)越限，并對其進(jìn)行了奇異性分析，給出了避免關(guān)節(jié)奇異的解決方案；在關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃過程中，詳細(xì)介紹了多段三次多項式插值