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气动机械手控制系统设计与优化研究

目录

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景及意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.1气动机械手应用现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.1.2气动机械手控制系统研究价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.1国外气动机械手控制系统发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.2国内气动机械手控制系统进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.3研究内容及目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3.1主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.3.2具体研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.4研究方法及技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.4.1采用的研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.4.2技术路线图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

气动机械手系统总体方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.1气动机械手结构组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.1.1机械本体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.1.2驱动系统选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.1.3控制系统架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.2气动系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.2.1气源配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.2.2气路网络规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.2.3气动元件选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.3控制系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.3.1主控制器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.3.2传感器配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.3.3执行机构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

气动机械手运动学及动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.1运动学模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.1.1正运动学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.1.2逆运动学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.2动力学模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.2.1质量矩阵构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.2.2刚度矩阵构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.2.3摩擦力模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

3.3仿真模型验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.3.1仿真平台选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.3.2仿真结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51