| 中文摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 1.绪论 | 第10-14页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10页 |
| 1.2 机械手臂路径规划算法的发展 | 第10-12页 |
| 1.3 本文研究的主要内容 | 第12-14页 |
| 2.机械手臂运动学的空间建模 | 第14-24页 |
| 2.1 空间坐标的平移和旋转 | 第14-16页 |
| 2.1.1 位置、方位和姿态的描述 | 第14-15页 |
| 2.1.2 坐标的旋转和平移 | 第15-16页 |
| 2.2 采用DH参数法建立机械手臂实际位置矩阵 | 第16-20页 |
| 2.2.1 DH参数法 | 第16页 |
| 2.2.2 建立关节坐标的步骤 | 第16-17页 |
| 2.2.3 约束条件 | 第17页 |
| 2.2.4 基于DH参数法建立KR16-2正解模型 | 第17-20页 |
| 2.3 采用矩阵法建立机械手臂逆解模型 | 第20-23页 |
| 2.4 本章小结 | 第23-24页 |
| 3.机械手臂避障的运动规划 | 第24-31页 |
| 3.1 位形空间、障碍空间及工作空间描述 | 第24页 |
| 3.2 基于人工势场法的避障规划 | 第24-27页 |
| 3.2.1 引力场与引力 | 第25页 |
| 3.2.2 斥力场与斥力 | 第25-26页 |
| 3.2.3 合力场与合力矩 | 第26页 |
| 3.2.4 梯度下降法规划 | 第26-27页 |
| 3.2.5 基于人工势场法在机械手臂路径规划中存在的问题 | 第27页 |
| 3.3 基于层次包围盒碰撞检测方法的避障规划 | 第27-29页 |
| 3.3.1 层次包围盒方法原理及优点 | 第27页 |
| 3.3.2 层次包围盒方法的分类 | 第27-29页 |
| 3.4 目标优化函数F的建立 | 第29-30页 |
| 3.5 本章小结 | 第30-31页 |
| 4.量子蚁群算法求取机械手臂运动学逆解 | 第31-49页 |
| 4.1 量子计算 | 第31-37页 |
| 4.1.1 量子力学 | 第31页 |
| 4.1.2 量子信息的表示—量子比特 | 第31-33页 |
| 4.1.3 量子门 | 第33-35页 |
| 4.1.4 量子门的通用性 | 第35页 |
| 4.1.5 量子计算的并行性 | 第35-37页 |
| 4.2 蚁群算法 | 第37-41页 |
| 4.2.1 基本原理 | 第37-38页 |
| 4.2.2 蚁群算法系统模型 | 第38-40页 |
| 4.2.3 轮盘赌法实现移动算子 | 第40页 |
| 4.2.4 控制参数的影响 | 第40页 |
| 4.2.5 混合算法的优势 | 第40-41页 |
| 4.3 量子蚁群算法 | 第41-48页 |
| 4.3.1 三维量子旋转搜索空间规划 | 第41-42页 |
| 4.3.2 目标点的空间约束 | 第42页 |
| 4.3.3 建立Bloch球面 | 第42页 |
| 4.3.4 量子蚁群的三链编码方式 | 第42-43页 |
| 4.3.5 目标位置的选择 | 第43页 |
| 4.3.6 通过量子旋转门传送蚂蚁到目标点位置 | 第43-44页 |
| 4.3.7 量子旋转门方向与大小 | 第44-45页 |
| 4.3.8 变异处理 | 第45页 |
| 4.3.9 信息素的更新 | 第45-46页 |
| 4.3.10 量子空间向关节空间解的变换 | 第46-47页 |
| 4.3.11 求取目标优化函数F最优解 | 第47页 |
| 4.3.12 量子蚁群搜索算法求解实施步骤 | 第47-48页 |
| 4.4 本章小结 | 第48-49页 |
| 5.基于量子蚁群算法的MATLAB仿真 | 第49-58页 |
| 5.1 利用DH参数法建立实际位置矩阵 | 第49-51页 |
| 5.2 利用量子蚁群算法寻找关节变量的最优解 | 第51-52页 |
| 5.3 量子蚁群算法与基本蚁群算法的比较 | 第52-54页 |
| 5.4 RoboticToolbox动态仿真 | 第54-57页 |
| 5.5 本章小结 | 第57-58页 |
| 6.基于EtherCAT通信实现六轴机械手臂运动控制 | 第58-72页 |
| 6.1 6R机械手臂DH参数 | 第58页 |
| 6.2 6R机械手臂电气控制流程 | 第58-59页 |
| 6.3 基于EtherCAT通信的实时六轴控制系统的构成 | 第59-60页 |
| 6.4 EtherCAT通信主站概述 | 第60-61页 |
| 6.5 EtherCAT通信从站概述 | 第61-67页 |
| 6.5.1 从站电机PWM控制 | 第61-63页 |
| 6.5.2 从站EtherCAT通信设计 | 第63页 |
| 6.5.3 EtherCAT通信状态机 | 第63-64页 |
| 6.5.4 应用层设备子协议CiA402 | 第64-67页 |
| 6.6 六轴电机参数设置和运行情况 | 第67-71页 |
| 6.7 本章小结 | 第71-72页 |
| 7.总结与展望 | 第72-73页 |
| 参考文献 | 第73-76页 |
| 附录A MatlabRoboticToolbox动态仿真程序 | 第76-78页 |
| 附录B EtherCAT位置控制C语言程序 | 第78-82页 |
| 读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第82-83页 |
| 致谢 | 第83-84页 |
| 作者简介 | 第84-85页 |
