2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、果實收獲機器人是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要裝備之一,對果實收獲機器人控制關(guān)鍵技術(shù)的研究,有助于推動我國農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施智能化和提高我國農(nóng)業(yè)智能設(shè)備研發(fā)水平。本文以一種七自由度果實收獲機械手為研究對象,分別對收獲機械手的控制系統(tǒng)、無障礙軌跡規(guī)劃、避障路徑規(guī)劃以及位置滑模變結(jié)構(gòu)控制進行了分析與研究。
  根據(jù)果實收獲機械手的運動特點,在Robotics Toolbox中建立機械手模型,分別采用三次多項式、五次多項式和拋物線過渡三種方法進行了關(guān)節(jié)

2、空間內(nèi)的無障礙軌跡規(guī)劃研究,并對仿真試驗結(jié)果進行了對比分析。結(jié)果表明拋物線過渡法相對具有實現(xiàn)更簡單、位置勻速運動等優(yōu)點。
  為實現(xiàn)收獲機械手的高效率避障運動,在基于偽距離的梯度投影避障方法基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種變分法優(yōu)化關(guān)節(jié)運動路徑指標,結(jié)合梯度投影避障方法,提出一種新型動態(tài)避障規(guī)劃方法。試驗結(jié)果表明,新型梯度投影動態(tài)避障方法最高可實現(xiàn)關(guān)節(jié)運動量減少83.3%,機械手總體位移量減少31.7%,能夠消除關(guān)節(jié)的冗余運動,提高機械手的避障

3、運動效率。
  在MATLAB中采用S-函數(shù)建立了收獲機械手單關(guān)節(jié)控制模型,進行了基于指數(shù)趨近律的滑模變結(jié)構(gòu)位置控制研究,并分析了指數(shù)趨近律和切換函數(shù)參數(shù)對滑模控制器輸出抖振和系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。試驗結(jié)果表明,在保證系統(tǒng)響應(yīng)速度的前提下,可以通過適當(dāng)選取滑模參數(shù)以減小控制器輸出抖振。
  為解決滑??刂贫墩駟栴},采用遺傳算法動態(tài)調(diào)整指數(shù)趨近律滑??刂茀?shù),以控制輸出和關(guān)節(jié)位置誤差最小為評價目標,不斷實時搜索出最優(yōu)的滑模參數(shù)。

4、仿真試驗結(jié)果表明,與普通滑模控制相比,該方法有效的抑制了關(guān)節(jié)滑??刂破鞯妮敵龆墩瘳F(xiàn)象,并且當(dāng)關(guān)節(jié)受到外界干擾時,該方法具有更強的魯棒性。
  通過分析當(dāng)前主流機器人控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),結(jié)合果實收獲機器人本身特性,提出采用基于CAN總線的主控制器+多關(guān)節(jié)控制器分布式控制系統(tǒng)方案。同時,針對本文機械手第六關(guān)節(jié),設(shè)計并制作了基于STM32微控制器和AS5045的關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)硬件,并設(shè)計了關(guān)節(jié)位置反饋程序、位置滑??刂扑惴ǔ绦蚣癈AN模塊收

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