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2017-05-06 发布于河南
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全方位移动机械手运动控制Ⅰ——建模与控制

学兔兔第 45卷第 1期机械工程学报 VO1．45 NO．1 2009年】月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Jan． 2009 DOI：10．3901／JM E．2009．O1．035 全方位移动机械手运动控制 I 建模与控制木谭湘敏赵冬斌易建强徐冬 (中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学实验室北京 100190) 摘要：针对一类由轮式驱动全方位移动平台和机械臂所组成的全方位移动机械手，首先通过对机械结构和运动特性的分析，建立一体化运动学模型，并利用拉格朗曰力学法建立动力学模型，分析这两种模型的运动性质。然后根据所建立的模型，分别设计轨迹跟踪控制器，并对控制器的稳定性予以证明。在基于动力学模型的轨迹跟踪控制器中，通过结合全方位移动平台的运动学模型和全方位移动机械手的动力学模型，定量地分析移动平台运动状态对机械臂的耦合作用，并在相应的轨迹跟踪控制器中予以补偿。仿真结果不仅显示所提出两种模型的正确性和相应轨迹跟踪控制器的有效性，而且也说明所述方法可以作为一类移动机械手通用的建模和控制方法。关键词：全方位移动机械手运动学动力学轨迹跟踪控制中图分类号：TG156 MotionControlofOmnidirectionalMobileManipulators(PartI) — — M 0delingandControl TAN Xiangmin ZHAODongbin YIJianqiang XU Dong (LaboratoryofComplexSystemsandIntelligenceScience，InstituteofAutomation， ChineseAcademyofSciences，Beijing100190) Abstract：Aimingatacertainkindofomnidirectionalmobilemanipulators，whichgenerallyconsistofanomn idirectionalmobile platform drivenbywheelsandarobotarm，anintegratedkinematicsmodelisbuiltbasedonthemechanicalstructureandmotion propertiesoftheomnidirectionalmobilemanipulator．Inaddition，itsdynamicmodelisdeducedbyLargangianformalism．Intermsof theproposedmodels，twotrackingcontrollersaredesignedsubsequently．Stabilityanalysesoftheproposedcontrollersarealsogiven． Especiallyinthetrackingcontrollerbasedonthedynamicmodel，thecouplingtorquebewt eenthemobileplatfomr andtherobotarm isanalyzedquantitatively，andcompensatedinthetrackingcontroller．Simulationresultsshow thecorrectnessoftheproposedmodels andtheeffectivenessofthecontrolapproaches，andindicatethattheresearchcanbeage