并联机器人的几何分析理论和控制方法研究
| 摘要 | 第1-9页 |
| ABSTRACT | 第9-11页 |
| 缩略词和符号说明 | 第11-12页 |
| 插图和附表索引 | 第12-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-25页 |
| §1.1 课题概述 | 第15-18页 |
| ·课题的来源 | 第15页 |
| ·课题的提出及意义 | 第15-18页 |
| §1.2 文献综述 | 第18-23页 |
| ·运动学问题 | 第18-20页 |
| ·奇异位形分析 | 第20-21页 |
| ·奇异性的避免 | 第21-22页 |
| ·误差补偿、工作空间和灵活度分析 | 第22页 |
| ·动力学 | 第22-23页 |
| ·控制 | 第23页 |
| §1.3 本论文的主要章节安排 | 第23-25页 |
| 第二章 预备知识 | 第25-35页 |
| §2.1 流形、向量场和微分形式 | 第25-29页 |
| ·流形 | 第25页 |
| ·切空间和切映射 | 第25-26页 |
| ·余切空间和余切映射 | 第26-27页 |
| ·向量场和李代数 | 第27-28页 |
| ·微分形式 | 第28页 |
| ·外微分式 | 第28-29页 |
| §2.2 李群和李代数 | 第29-31页 |
| ·李群的定义和实例 | 第29-30页 |
| ·李群的李代数 | 第30页 |
| ·指数映射 | 第30-31页 |
| §2.3 欧氏群的几何学 | 第31-35页 |
| ·刚体运动学 | 第31-32页 |
| ·SE(3)上的度量性质 | 第32-33页 |
| ·SE(3)上的约束和混合力控制 | 第33-34页 |
| ·SE(3)上的不变体积形式 | 第34-35页 |
| 第三章 并联机器人奇异性的几何分类 | 第35-61页 |
| §3.1 引言 | 第35页 |
| §3.2 一阶奇异分类 | 第35-43页 |
| ·位形奇异 | 第35-39页 |
| ·参数化奇异 | 第39-43页 |
| §3.3 二阶奇异分类 | 第43-46页 |
| ·可微映射的临界点理论 | 第43-45页 |
| ·并联机器人的二阶奇异性 | 第45-46页 |
| §3.4 二阶奇异的退化性 | 第46-50页 |
| §3.5 典型机构的奇异性分析 | 第50-59页 |
| ·平面4杆机构 | 第50-52页 |
| ·平面5杆机构 | 第52-54页 |
| ·平面3自由度机构 | 第54-56页 |
| ·3-RPS机构 | 第56-58页 |
| ·6-SPS Stewart平台 | 第58-59页 |
| §3.6 本章小结 | 第59-61页 |
| 第四章 并联机器人的参数优化设计 | 第61-75页 |
| §4.1 引言 | 第61页 |
| §4.2 机构参数对位形空间拓扑的影响 | 第61-64页 |
| §4.3 参数化奇异的稳定性 | 第64-67页 |
| ·可微映射的稳定性 | 第64-66页 |
| ·稳定奇异点 | 第66页 |
| ·非稳定奇异点 | 第66-67页 |
| §4.4 参数化奇异的分岔特性 | 第67-75页 |
| ·静态分岔的相关理论 | 第68-69页 |
| ·驱动奇异分岔 | 第69-71页 |
| ·末端执行器奇异分岔 | 第71-72页 |
| ·扰动对分岔的影响 | 第72-74页 |
| ·小结 | 第74-75页 |
| 第五章 少自由度并联机器人的运动学问题研究 | 第75-86页 |
| §5.1 引言 | 第75页 |
| §5.2 运动分析 | 第75-78页 |
| ·具有非不变完整约束的刚体运动 | 第75-76页 |
| ·3-RPS平台的运动分析 | 第76-78页 |
| §5.3 齐次空间表示和运动学计算 | 第78-85页 |
| ·李群的齐次空间理论 | 第78-80页 |
| ·3-RPS机构位置正解的计算 | 第80-82页 |
| ·3-RPS机构位置反解的计算 | 第82-83页 |
| ·计算结果 | 第83-85页 |
| §5.4 本章小结 | 第85-86页 |
| 第六章 并联机器人建模与控制的几何方法 | 第86-108页 |
| §6.1 并联机器人的位形子流形 | 第86-92页 |
| ·黎曼流形与黎曼联络 | 第86-88页 |
| ·测地线 | 第88页 |
| ·并联机器人的位形子流形 | 第88-92页 |
| §6.2 并联机器人的动力学建模 | 第92-97页 |
| ·关节空间模型 | 第92-93页 |
| ·工作空间模型 | 第93-96页 |
| ·平面5杆机构的动力学方程 | 第96-97页 |
| §6.3 并联机器人控制的几何方法 | 第97-101页 |
| ·位置误差和速度误差的几何描述 | 第97-98页 |
| ·变换映射的微分 | 第98-99页 |
| ·位形流形上的跟踪控制 | 第99-100页 |
| ·SE(3)上的跟踪控制 | 第100-101页 |
| §6.4 并联机器人的PD型鲁棒控制 | 第101-107页 |
| ·5杆机构的动力学分析 | 第101-103页 |
| ·一般并联机构的动力学分析 | 第103-104页 |
| ·控制与仿真实验 | 第104-107页 |
| §6.5 本章小结 | 第107-108页 |
| 第七章 冗余驱动并联机器人的控制研究 | 第108-124页 |
| §7.1 引言 | 第108-109页 |
| §7.2 位置／约束力解耦 | 第109-113页 |
| ·投影映射的几何构造 | 第109-111页 |
| ·驱动关节空间和浸入映射 | 第111-113页 |
| §7.3 位置／力混合控制方法 | 第113-116页 |
| ·计算力矩控制方法 | 第113-114页 |
| ·自适应方法 | 第114-116页 |
| §7.4 冗余驱动力的优化分配 | 第116-117页 |
| ·伪逆方法 | 第116-117页 |
| ·附加约束方法 | 第117页 |
| §7.5 实验与仿真结果 | 第117-123页 |
| §7.6 本章小结 | 第123-124页 |
| 第八章 一种3-PRS并联机构及其运动学分析 | 第124-131页 |
| §8.1 引言 | 第124页 |
| §8.2 机构设计 | 第124页 |
| §8.3 运动分析 | 第124-126页 |
| §8.4 机构运动学 | 第126-128页 |
| ·运动学正解 | 第127页 |
| ·运动学反解 | 第127-128页 |
| ·工作空间 | 第128页 |
| §8.5 奇异位形分析 | 第128-129页 |
| §8.6 应用 | 第129-130页 |
| §8.7 本章小结 | 第130-131页 |
| 第九章 全文总结 | 第131-133页 |
| §9.1 全文总结 | 第131-132页 |
| §9.2 研究展望 | 第132-133页 |
| 致谢 | 第133-134页 |
| 作者在攻读博士学位期间发表或录用的学术论文 | 第134-135页 |
| 参考文献 | 第135-144页 |
