具有非驱动关节的机器人的非线性控制研究

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对带有非驱动关节机器人和非完全系统的研究已成为机器人研究领域最新的,也是最热门的课题之一.其独特的机械结构使具有节省能源、减少材料消耗、降低成本、简化机器人的结构等优点,并在许多特殊领域发挥其特有的作用.正是因为看到了这种机器人广泛的应用前景,很多国家都投入了大量的人力和资金进行研究和开发.有些国家起步比较早,如日本和美国,不便理论发到了一定水平,而且积累了一定的实践经验.中国起步比较晚,在这个领域几乎是一片空白.所以,对这种机器人的研究时非常必要和有意义的.该论文研究的带有非驱动关节的两臂机器人就是其中的一种.首先,该文介绍了这种机器人系统的基本特点、国内外发展的概况和研究此种机器人的意义.接着,对机器人运动学和机器人动力学进行介绍,并利用拉格朗日动力学知识,对该论文所研究的机器人进行建模.然后,对这种机器人的非完全性加以了证明.其次,该该文介绍了解决非线性方程的一种解法──平均值法和判断系统稳定性的李亚普诺夫方程.然后,利用平均值法把系统平均化,得到真实系统的平均系统,并应用李亚普诺夫方程对平均系统进行分析,得到了对于真实系统的反馈控制规律.为了验证控制的效果,该文还对这种机器人系统的开环特性及反馈控制进行仿真观察控制效果.最后对该课题所完成的实际工作和所取得的结论性成果进行了概括和总结,提出了该课题在未来的发展方向和将拥有的广阔前景.
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