多约束下的机械臂运动控制算法研究
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 1 绪论 | 第18-29页 |
| 1.1 课题背景 | 第18-19页 |
| 1.2 机械臂运动学控制方法综述 | 第19-25页 |
| 1.2.1 机械臂任务规划 | 第19-21页 |
| 1.2.2 机械臂常规运动学控制 | 第21-23页 |
| 1.2.3 任务优先级的机械臂运动学控制 | 第23-24页 |
| 1.2.4 多约束下的机械臂运动学控制 | 第24-25页 |
| 1.3 课题研究内容和创新点 | 第25-28页 |
| 1.4 本章节结构 | 第28-29页 |
| 2 机械臂的姿态控制 | 第29-46页 |
| 2.1 机械臂姿态控制概述 | 第29-30页 |
| 2.2 姿态表述方法 | 第30-33页 |
| 2.2.1 欧拉角表述 | 第30-31页 |
| 2.2.2 四元数基础 | 第31-33页 |
| 2.3 机械臂姿态控制方法 | 第33-40页 |
| 2.3.1 机械臂运动控制 | 第33-34页 |
| 2.3.2 误差反馈 | 第34-35页 |
| 2.3.3 姿态定位控制 | 第35-36页 |
| 2.3.4 姿态定向控制问题 | 第36-38页 |
| 2.3.5 姿态定向误差构建 | 第38-40页 |
| 2.4 算法应用及实验结果 | 第40-44页 |
| 2.5 本章小结 | 第44-46页 |
| 3 关节限位下的机械臂逆运动学控制 | 第46-66页 |
| 3.1 概论 | 第46-48页 |
| 3.2 传统带关节约束的机械臂运动控制 | 第48-52页 |
| 3.2.1 机械臂逆运动学控制 | 第48-52页 |
| 3.3 钳位加权最小范数方法 | 第52-56页 |
| 3.3.1 钳位加权最小范数算法 | 第52-54页 |
| 3.3.2 投影算子 | 第54-55页 |
| 3.3.3 关节限位避障 | 第55-56页 |
| 3.4 算法实验结果以及工业机器人上的应用 | 第56-64页 |
| 3.4.1 算法实验结果 | 第56-62页 |
| 3.4.2 算法在工业机器人上的应用 | 第62-64页 |
| 3.5 结论 | 第64-66页 |
| 4 基于任务优先级的分层连续控制算法 | 第66-87页 |
| 4.1 概述 | 第66-68页 |
| 4.2 传统投影算子 | 第68-71页 |
| 4.2.1 带约束的运动学问题 | 第68-69页 |
| 4.2.2 任务分层 | 第69-70页 |
| 4.2.3 任务的有效性 | 第70-71页 |
| 4.3 投影算子 | 第71-79页 |
| 4.3.1 投影算子基本特性 | 第71-73页 |
| 4.3.2 新型投影算子 | 第73-75页 |
| 4.3.3 连续投影算子 | 第75页 |
| 4.3.4 有效性切换效果 | 第75-78页 |
| 4.3.5 分层任务的有效性 | 第78-79页 |
| 4.4 仿真与实验结果 | 第79-86页 |
| 4.4.1 二自由度机械臂碰撞避障的仿真 | 第79-81页 |
| 4.4.2 七关节手臂实验 | 第81-86页 |
| 4.5 结论 | 第86-87页 |
| 5 多约束任务下冗余度机械臂虚拟关节研究 | 第87-112页 |
| 5.1 概述 | 第87-89页 |
| 5.2 广义加权最小范数法 | 第89-93页 |
| 5.2.1 约束问题转化 | 第89-90页 |
| 5.2.2 多约束组合 | 第90-92页 |
| 5.2.3 权值切换 | 第92-93页 |
| 5.3 虚拟关节构建 | 第93-98页 |
| 5.3.1 加权最小范数解 | 第93-94页 |
| 5.3.2 虚拟关节配置 | 第94-97页 |
| 5.3.3 优先级因子 | 第97-98页 |
| 5.4 虚拟关节的实现 | 第98-102页 |
| 5.5 仿真与实验 | 第102-111页 |
| 5.5.1 虚拟关节在梯度投影法上的应用 | 第103-106页 |
| 5.5.2 虚拟关节在钳位加权最小范数法上的应用 | 第106-111页 |
| 5.6 结论 | 第111-112页 |
| 6 结论与展望 | 第112-115页 |
| 6.1 全文总结 | 第112-113页 |
| 6.2 问题及展望 | 第113-115页 |
| 参考文献 | 第115-125页 |
| 攻读博士期间发表文章(含录用) | 第125-126页 |
| 攻读博士期间参加的重大科研项目 | 第126-127页 |
| 附件 | 第127页 |
