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工业机器人作为先进、智能工业化设备的代表,在社会生产中有着很重要的地位,其应用领域也在不断的扩大。建立合理的机器人模型是工业机器人控制的基础,龙门机器人是工业机器人的重要组成部分,而动梁的同步性能是龙门机器人亟待解决的关键问题,因此提高同步控制精度,改善工业机器人同步控制性能具有十分重要的意义。本文以KUKA六轴工业机器人和龙门工业机器人为对象,分别对工业机器人运动学、动力学进行建模,设计了龙门工业机器人动梁双电机同步控制器,并结合工业机器人实验室平台进行了实验研究。本文的主要研究内容包括:首先,基于机器人的基础理论对工业机器人进行运动学建模与仿真分析。本文采用标准D-H方法对六轴工业机器人的机构和运动学进行分析,推导出六轴工业机器人的运动学模型,运用代数解法进行逆运动学求解,并采用改进的D-H方法对龙门工业机器人运动控制系统进行配置,通过仿真实验获得机器人末端的运动轨迹及关节角度随时间的变化曲线,完成工业机器人的运动学分析。其次,基于拉格朗日函数动力学方法,建立KUKA工业机器人的动力学模型,根据六轴工业机器人动力学模型的一般方程,推导出龙门工业机器人的动力学模型,并对其动力学模型进行仿真实验研究,得到各关节所受力和力矩的变化曲线,以及龙门工业机器人位移、速度和加速度曲线。再次,针对龙门工业机器人动梁不同步问题,进行了基于区间矩阵的同步控制研究。根据动梁同步轴双电机模型,设计了同步控制器及负载转矩观测器,对龙门机器人动梁双电机系统进行仿真及实验分析,双电机同步误差精度达到0.28rpm。最后,在KUKA工业机器人平台进行了基于运动学模型的精度实验以及基于动力学模型的龙门工业机器人动梁双电机同步驱动综合实验,计算得到重复定位精度和位置准确度,同时通过机器人内置示波器获取实时运行参数曲线。实验结果验证了所提出的同步控制方法的有效性。