工业机器人模拟卷模板.doc

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1、学院:专业:学号:姓名:―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线――――――――――――――学院题号一二三四五六七八总成绩得分得分一、基本概念简答题（共30分，每小题5分）1.什么是机器人的位姿描述?2.什么是操作臂正运动学?3.什么是操作臂的自由度?4.机器人系统的组成分为哪几部分?5.操作臂的运动学构形包括几类？（例如笛卡尔操作臂。。。至少再举3类）第7页（共8页）学院:专业:学号:姓名:―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线――――――――――――――学院6

2、.已知机器人手爪所在的A坐标系在B参考坐标系的位姿描述为如下齐次坐标变换矩阵：求：B坐标系在A坐标系中的位置和姿态描述。得分二、简答题（共35分）1.坐标系{B}相对于坐标系{A}绕X轴逆时针方向旋转180度，求旋转矩阵（5分）2.平面三杆操作手如下图所示，已知连杆长度，要求：第7页（共8页）学院:专业:学号:姓名:―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线――――――――――――――学院A构建各个连杆的局部坐标系。设基座为0坐标系。（3分）B填写它的连杆D-H几何参数表。（5分）C求出他的末端相对于底座的

3、运动学方程。（2分）（不用写出最终答案）第7页（共8页）学院:专业:学号:姓名:―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线――――――――――――――学院3.判断下面的4乘4矩阵是不是有效的齐次坐标变换矩阵？给出答案和解题步骤（10分）。4.（10分）固连在活动坐标系上的点P,经历如下变换，求出变换后该点相对于参考坐标系（XYZO）的坐标：（1）绕Z轴旋转180度（2）接着XYZ三个坐标轴方向平移【321】（3）接着再绕Y轴旋转90度。第7页（共8页）学院:专业:学号:姓名:―――――――――――――装――

4、――――――――――订――――――――――――线――――――――――――――学院得分三、（10分）观察如下的PRR三自由度操作臂。关节2和3的轴线平行，如图所示。1.建立坐标系。从0坐标系到3坐标系都构建出来，标出DH几何参数。关节2和3的初始角度都为0.2.完成几何参数的表格填写。3.建立手爪所在局部坐标系{3}相对于参考坐标系{0}运动学方程（变换矩阵）。第7页（共8页）学院:专业:学号:姓名:―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线――――――――――――――学院得分得分四（7分）利用三次多项式进行

5、机器人关节路径规划，初始关节角度30度，终止关节角度90度。初始和终止的速度都为零。如何确定三次多项式的系数的值？如果对初始和终止的加速度有严格的规定，三线多项式的路径规划还行不行？为什么？得分五（10分）设一个1自由度弹簧质量系统的动力学方程为：1.（当f=0时）它的无阻尼系统固有频率是多少？阻尼系数是多少？这是个什么系统（欠阻尼，过阻尼？）第7页（共8页）学院:专业:学号:姓名:―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线――――――――――――――学院2.设计一个PD控制器，，使得新系统的等效动力学模型

6、的固有频率=3，系统处于临界阻尼状态。找到PD控制器的系数和的值。3.上面的PD控制器有没有办法抵消掉系统的恒定干扰力？怎么办（简答)得分六（8分）具有RRP三个自由度的操作臂如下所示：1.求机器人手爪的线速度和角速度与各个关节速度之间关系的雅克比矩阵。2。机器人存不存在奇异现象?如果存在，求奇异时关节的角度。第7页（共8页）学院:专业:学号:姓名:―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线――――――――――――――学院第7页（共8页）