三自由度機械手控制系統的設計.pdf

1、本文的研究對象是自主研發(fā)設計的果樹采摘機器人，它是由三自由度機械手固定在可萬向移動的小車上構成的一類特殊的移動機器人系統。其中，機械手的設計與控制是果樹采摘機器人最關鍵的部分。針對自主設計的三自由度機械手，本文主要進行了數學模型的搭建、控制器的設計及仿真及下位機軟、硬件系統的設計與開發(fā)。主要內容如下:
　　首先，在數學模型的搭建上，分析了三自由度機械手的機械結構，運用D-H法建立了機械手的正向運動學和逆向運動學模型，并在關節(jié)空間上

2、對機械手進行了基于多項式插值方式的運動軌跡規(guī)劃。根據機械手各關節(jié)間的力學關系，分別運用拉格朗日法和牛頓-歐拉法建立了其動力學模型。
　　其次，在控制器的分析與設計上，為了能夠充分利用所建立的數學模型，并能夠最大限度地克服由于機械臂模型本身的不確定性所引起的干擾，在通過對各種控制方案分析的基礎上，設計了基于模糊補償的機械臂軌跡跟蹤自適應控制器。通過MATLAB仿真表明采用一定規(guī)則的模糊邏輯系統能夠很好地補償機械臂的不確定性，機械臂能