三维机械臂模型控制器设计

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文三维机械臂模型控制器设计作者姓名：韩吉指导教师：李春吉教授东北大学理学院申请学位级jj0：硕士学科类别：理学学科专业名称系统分析与集成论文提交日舰2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日勰2014年7月答辩委员会主席：琼吃1i74评阅人：浆魄，胡琊伟东北大学2014年6月万方数据AThesisinSystemAnalysisandIntegrationTheControllerDesignfortheThree--dimensionalManipulatorModelByHanJiSupervisor：ProfessorLiChunjiNor

2、theasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=也思。学位论文作者签名：辗日期：立J，彳，7、f学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内

3、容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年√一年口一年半口两年口学位论文作者签名：军书杏签字日期：b睁，7．厂导师签名：签字目期：．魏峪b心j7j／万方数据东北大学硕士学位论文摘要三维机械臂模型控制器设计摘要随着科技和工业的不断发展，机械臂被广泛应用在工业领域之中。因此对于机械臂的研究也越来越重要。与此同时，对于机械臂系统模型的研究也与现代控制理论密切相关。因此对于各种不同的机械臂模型的研究对于在工业方面提高工作效率有着极大的作用。研究机械臂的文章多以二维机械臂模型为主，而三维空间的机械臂模型则很少涉及。与此同时，对于机械臂模型的稳定性分析和控制

4、器设计的研究也很少有人研究。因此本文主要完成这两个问题。本文主要以三维机械臂为研究对象，对其进行模型建立、系统稳定性分析及控制器的设计。首先，参照己知的二维机械臂模型的求解方法，应用D．H转换矩阵和拉格朗日动力学方程求出三维机械臂的动力学模型。其次，分析求出的模型，找出系统的状态变量和输入变量，建立状态空间表达式。最后，对于得到的系统模型作进一步的变换和分析。采用通过寻找Lyapunov函数的方法来分析系统的稳定性并设计系统的控制器。关键字：三维机械臂；D-H转换矩阵；拉格朗日动力学方程；Lyapunov函数；控制器一II—万方数据东北大学硕士学位论文AbstractTheContro

5、llerDesignfortheThree--dimensionalManipulatorModelAbstractWiththeprogressofscienceandtechnologyandthecontinuousdevelopmentofindustry,theapplicationofmani．"pulatorismoreandmoreextensiveinindustrialareas．Therefore，researchonmanipulatorisbecomemoreandmoreimportant．Atthesametime，researchonthemodelof

6、manipulatoriscloselyrelatedtomodemcontroltheory．So，researchondifferentkindsofmanipulatormodelCanimproveworkefficiencyandoperationperformance．Mostresearchesstudythetwo—dimensionalmanipulator,butonlyfewonesstudythethree—dimensionalmanipulator．Atthesametime，notmanypeopleresearchonthestabilityanalys

7、isofthemanipulatorsystemandmakeacontrollerforit．Therefore，thispapermainlyaccomplishesthetwoproblems．Thepaperstudiesthethree-dimensionalmanipulator,includingitsmodeling，thestabilityanalysisofitssystemandthecontrollerdesignfor