资源描述：
《工业机器人的动力学与控制研究及其可视化仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要多体系统动力学是一门高度交叉的前沿学科，它是刚体力学、分析力学、弹性力学、矩阵理论、图论、计算数学和自动控制理论等多学科相结合的产物。多体系统动力学的研究之所以受到重视，是由于它对工程领域（机械、车辆、机器人、航空和航天等）的研究能获得重要的实用价值。尽管多体系统动力学算法方法本质上殊途同归，但计算效率却有高下之分。对动力学算法的研究，本文将着重从计算效率考虑，这对于越来越复杂，规模庞大的多体系统具有重大的意义和价值。本文对于动力学算法将采用基于旋量的表示方法，采用递推方式，得到正向和逆向动力学的递推算
2、法。逆向动力学本质上是对机器人操作手的计算扭矩控制。采用牛顿欧拉高效递推算法完成逆向动力学的计算，在控制仿真中将利用这个算法完成基于模型的控制算法，提高控制精度。正向动力学是需要对机器人操作手计算机仿真和实时反馈控制时使用。通过仿真，实现对控制算法、控制策略的设计和比较，以及优化控制参数的功能。基本方法有单位矢量法，AB算法等。多体系统动力学在工业机器人的研究中也有重要作用，在工业机器人的研发设计和控制过程这两个方面涉及到的最多。计算机仿真技术的发展为直观再现复杂机械系统的动力学过程提供了有效手段。并将仿真计算结果以图表和曲线形式表达
3、出来，同时还可以通过三维动画观察仿真结果。本文研究了两种可视化的仿真方法。整个仿真系统将会涉及到机器人机构学、机器人运动学、机器人动力学、机器人零件建模、机器人三维动画和机器人运动控制等诸多问题。关键词：动力学，旋量，AB算法，计算力矩法，工业机器人，可视化I工业机器人的动力学与控制研究及其可视化仿真ABSTRACTMulti-bodysystemdynamicsisacross-discipline,rigidbodymechanics,mechanicalanalysis,elasticity,matrixtheory,graph
4、theory,mathematicalcalculationsandautomaticcontroltheory,andothermulti-disciplinaryintegrationoftheproduct.Multi-bodysystemdynamicswastakenseriouslytoday,becauseithasanimportantpracticalvalueatmachinery,vehicles,robots,aviationandaerospace,andotherengineeringfields.Alth
5、oghdynamicalmodelingmethodsreachthesamegoalbydifferentroute,theefficenciesoftheirreleaventsoftwarearedifferenttoeachotherwiththehighandthelow.Withtheincreasingofthesystemdegree,thecalculationeffiencehasgreatpointsandworthforthemoreandmorecomplicated,hugemultibodysystem.
6、Ithasgreatlyreducedtheexpensiveandtimewastingmanufactrueandexprementsofphysicalproto-type.Forthedynamicsalgorithmresearch,thepaperwillbebasedontheskew-symmetricform,focusingonefficiencyconsiderations,getforwardandinversethedynamicsRecurrencealgorithm.Inversedynamicsisfo
7、rthethecalculationoftorque,isneededforthereal-timecontrol.ByusingefficientrecursivealgorithmofNewtonEuler,thecalculationisO(N)algorithm.Forwarddynamicsisfortherobotdynamicsanalysisandsimulation,mainlytocompletethesimulationofthestateandreal-timefeedbackcontrol.Bysimulat
8、ion,implementingthedesignandcomparisonofthecontrolalgorithmandcontrolstrategy,tooptimizetheparametersofthecont
