仿人型乒乓球机械手运动学及动力学控制方法研究
| 致谢 | 第1-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 目次 | 第10-13页 |
| 图目录 | 第13-16页 |
| 1 绪论 | 第16-28页 |
| ·课题背景 | 第16-17页 |
| ·机械手臂控制方法综述 | 第17-21页 |
| ·机械手参数识别 | 第17-18页 |
| ·动学控制 | 第18-19页 |
| ·动力学控制 | 第19-21页 |
| ·乒乓球机器人 | 第21-23页 |
| ·乒乓球任务对手臂控制的要求 | 第23-25页 |
| ·研究内容与创新点 | 第25-27页 |
| ·本文章节结构 | 第27-28页 |
| 2 仿人型机械手的参数识别 | 第28-46页 |
| ·几何参数的标定 | 第28-35页 |
| ·标定方法概述 | 第28-29页 |
| ·DH模型与设计参数 | 第29-31页 |
| ·几何参数标定方法 | 第31-33页 |
| ·几何参数标定结果 | 第33-35页 |
| ·动力学参数的估计:二次优化方法 | 第35-42页 |
| ·传统动力学参数估计方法 | 第35-36页 |
| ·二次优化求限定范围内的参数最优解 | 第36-37页 |
| ·特征值调整 | 第37-39页 |
| ·参数估计结果 | 第39-42页 |
| ·动力学参数的估计:机械建模方法 | 第42-44页 |
| ·本章小结 | 第44-46页 |
| 3 基于低维投影的点到点控制策略 | 第46-57页 |
| ·概述 | 第46-47页 |
| ·机械手臂的速度控制 | 第47-48页 |
| ·点到点任务的低维投影 | 第48-52页 |
| ·投影函数 | 第48-50页 |
| ·终点奇异 | 第50-51页 |
| ·冗余控制律 | 第51-52页 |
| ·低维投影函数示例 | 第52-53页 |
| ·例1:距离 | 第52页 |
| ·例2:距离和欧拉角差值的模 | 第52-53页 |
| ·实验结果 | 第53-54页 |
| ·本章小结 | 第54-57页 |
| 4 冗余机械手多任务扩展最小二乘方法 | 第57-75页 |
| ·概述 | 第57-59页 |
| ·传统的冗余控制方法 | 第59-62页 |
| ·手臂运动学模型 | 第59页 |
| ·梯度投影法 | 第59-60页 |
| ·加权最小二乘法 | 第60-62页 |
| ·扩展最小二乘方法 | 第62-65页 |
| ·多任务时的扩展最小二乘方法 | 第65-67页 |
| ·实验结果 | 第67-73页 |
| ·本章小结 | 第73-75页 |
| 5 动力学控制与LuGre摩擦力补偿 | 第75-94页 |
| ·动力学控制与摩擦力补偿概述 | 第75-77页 |
| ·动力学模型 | 第77-78页 |
| ·传统的动力学控制 | 第78-80页 |
| ·PD控制和计算力矩控制 | 第78-79页 |
| ·鲁棒控制和自适应控制 | 第79-80页 |
| ·摩擦力补偿 | 第80-82页 |
| ·静态摩擦力补偿 | 第80-81页 |
| ·动态摩擦力补偿 | 第81-82页 |
| ·基于简化观测器的自适应补偿 | 第82-86页 |
| ·简化的非线性观测器 | 第82-83页 |
| ·稳定性分析 | 第83-85页 |
| ·观测器的对比 | 第85-86页 |
| ·实验结果 | 第86-91页 |
| ·单关节动力学控制实验 | 第86-88页 |
| ·多关节动力学控制实验 | 第88-91页 |
| ·本章小结 | 第91-94页 |
| 6 基于外力观测的碰撞检测和安全响应 | 第94-111页 |
| ·概述 | 第94-96页 |
| ·外力作用时机械手臂模型 | 第96-97页 |
| ·基于力矩对比的碰撞检测 | 第97-100页 |
| ·基于扰动观测器的碰撞检测 | 第100-104页 |
| ·扰动观测器 | 第100-101页 |
| ·碰撞检测与阈值设定 | 第101-103页 |
| ·安全响应 | 第103-104页 |
| ·实验结果 | 第104-108页 |
| ·气球碰撞实验 | 第104-106页 |
| ·人手臂碰撞实验 | 第106-108页 |
| ·结论 | 第108-111页 |
| 7 总结与展望 | 第111-115页 |
| ·全文总结 | 第111-113页 |
| ·进一步工作展望 | 第113-115页 |
| 参考文献 | 第115-133页 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 | 第133页 |
