基于同時設計思想的柔性機器人手臂的全局優(yōu)化設計研究.pdf

1、基于同時設計思想的機電一體化設計突破了傳統(tǒng)設計方法的框架,開辟了一種新的設計思想,它對傳統(tǒng)的柔性機器人手臂課題提出了許多新的問題與解決問題的新思路.研究基于同時設計思想的柔性機器人手臂的機電一體化設計,在機電一體化領域和柔性機器人領域均具有重要的理論意義和工程指導意義.該文主要進行了以下幾方面的研究:1.柔性機器人手臂本體模型研究.在以往研究的基礎上,應用假設模態(tài)法和有限差分法兩種方法進行建模,分析比較了兩種建模方法的異同.比較分析結(jié)果

2、表明有限差分法更加靈活,不僅適用于均勻等截面手臂建模,更適合于手臂變截面的情況,即適合結(jié)構(gòu)優(yōu)化、同時設計的建模.針對等截面手臂,通過仿真示例比較兩種建模方法所得出的模型,證明了有限差分法建模的有效性.2.基于同時設計思想的柔性機器人手臂系統(tǒng)模型的研究.基于有限差分法所得出的手臂模型,結(jié)合驅(qū)動器模型以及控制算法與傳感模型得出柔性機器人手臂系統(tǒng)的整體模型.并進一步通過數(shù)值仿真表明,系統(tǒng)整體模型的正確性.3.基于智能優(yōu)化理論的系統(tǒng)同時設計研究

3、.在基于以上研究的基礎上,提出了基于智能優(yōu)化的柔性機器人手臂系統(tǒng)同時設計理論框架.并針對該文所要應用的智能優(yōu)化算法—遺傳算法進行了改進,為實現(xiàn)系統(tǒng)的同時設計奠定優(yōu)化理論基礎.4.結(jié)合具體的控制算法進行了系統(tǒng)的同時設計研究.分別結(jié)合H<,2>-H<,∞>的魯棒控制以及傳感器輸出反饋控制進行了系統(tǒng)同時設計研究.通過數(shù)值仿真,分析比較了手臂結(jié)構(gòu),反饋控制方式以及性能指標對系統(tǒng)整體性能的影響.并得出了不同反饋方式下所優(yōu)化出的手臂結(jié)構(gòu)特點以及基于