打磨機器人控制技術

第1章　緒論 1
　1.1　打磨機器人概述 1
　1.2　風機葉片的結構及制造工藝 2
　　1.2.1　風機葉片的結構設計 2
　　1.2.2　風機葉片的材料選擇 3
　　1.2.3　風機葉片的制造工藝 4
　1.3　移動機械手的研究概述 6
　　1.3.1　移動機械手的組成與特點 6
　　1.3.2　移動機械手的國內(nèi)外研究狀況 7
　　1.3.3　移動機械手技術在機械加工中的應用 10
　1.4　移動機械手的關鍵技術 12
　　1.4.1　移動機械手的運動規(guī)劃 12
　　1.4.2　移動機械手的協(xié)調(diào)控制 13
　　1.4.3　移動機械手的力控制 15
　1.5　本書的主要內(nèi)容 17

第2章　打磨機器人的總體方案 19
　2.1　葉片打磨原理 19
　　2.1.1　葉片打磨方法 19
　　2.1.2　砂輪位姿分析 20
　2.2　打磨系統(tǒng)方案 21
　　2.2.1　系統(tǒng)方案分析 21
　　2.2.2　打磨機器人的結構方案 24
　2.3　打磨機器人的控制策略 25
　　2.3.1　葉片維護的工藝流程 25
　　2.3.2　機器人控制策略分析 25

第3章　打磨機器人的運動分析 32
　3.1　移動平臺運動學分析 32
　　3.1.1　微分幾何非線性控制理論 32
　　3.1.2　非完整系統(tǒng)描述 34
　　3.1.3　移動平臺的運動學模型 35
　　3.1.4　移動平臺的可控性分析 38
　3.2　打磨機器人運動學分析 38
　　3.2.1　機械手的正運動學模型 38
　　3.2.2　打磨機器人的正運動學模型 40
　　3.2.3　打磨機器人的運動約束方程 42
　　3.2.4　打磨機器人的冗余特性 43
　　3.2.5　打磨機器人的逆運動學分析 44
　　3.2.6　打磨機器人的工作空間 46
　3.3　葉片的結構及參數(shù) 48
　3.4　打磨機器人的軌跡規(guī)劃 50

第4章　打磨機器人的動力學分析 54
　4.1　移動機械手的動力學模型 54
　4.2　子系統(tǒng)動力學模型 59
　　4.2.1　移動平臺動力學模型 60
　　4.2.2　機械手動力學模型 62
　4.3　機器人系統(tǒng)的耦合特性分析 62
　　4.3.1　機器人機構仿真模型 63
　　4.3.2　耦合力對子系統(tǒng)的影響分析 64
　4.4　基于整體動力學的控制分析 66
　　4.4.1　控制律的設計 67
　　4.4.2　仿真分析 71

第5章　打磨機器人的控制策略 74
　5.1　自由運動狀態(tài)軌跡跟蹤控制 74
　　5.1.1　移動平臺的反步跟蹤控制 75
　　5.1.2　機械手的比例微分加前饋補償控制 79
　　5.1.3　仿真分析 81
　5.2　接觸作業(yè)狀態(tài)的操作力控制 84
　　5.2.1　主動柔順控制 84
　　5.2.2　阻抗控制的實現(xiàn)方法 87
　　5.2.3　操作力的阻抗控制 89
　　5.2.4　仿真分析 91

第6章　風機葉片打磨作業(yè)的仿真實驗 94
　6.1　作業(yè)系統(tǒng)坐標系的建立 94
　　6.1.1　環(huán)境坐標系的建立 94
　　6.1.2　砂輪相對葉片的位姿描述 95
　　6.1.3　葉片相對機器人基坐標系的位姿描述 96
　　6.1.4　機械手的關節(jié)速度 97
　6.2　磨削力的分析 98
　6.3　葉片打磨過程的控制模型 99
　6.4　仿真實驗 101

參考文獻 114