文档介绍：觥觥觯北京工业大学硕士学位论文题英文并列目曼关結基金觥觥觥鰎。分类号颖塾箁№錶垒稹阛塾主照贳心专’。.翱踚单位代码:学号:密级:公开叭背锴汛乖發迦曼论文报告提交日期玺学位授予日期授予单位名称和地址塞王业太堂’’’’’’’—!!!!!!!!!!!!猒●■一
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。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定。即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:签名:日期:
摘可重构机器人是由一系列不同规格的模块组成的智能机器人,它能够根据不同工作环境和任务要求调整改变自身构形而快速构建成最佳工作构形。构形综合是可重构机器人研究的重要内容。冗余度机器人是自世纪年代末发展起来的一种先进机器人系统。利用其自身所具有的冗余特性,研究如何使冗余度机器人实现容错操作,已成为一个十分活跃的研究领域。当把冗余度的概念引入可重构机器人,结合两种机器人的优势特性,将使可重构机器人在容错操作方面具有突出的优越性和广泛的应用前景。本文对冗余度机器人的容错规划、可重构机器人系统的概念设计、运动学自动建模以及基于容错性能冗余度可重构机器人的构形综合问题进行了细致的研究。首先,分析研究了冗余度机器人的基本理论及其运动学优化算法,对容错空间和退化条件数两种容错性能指标进行了理论分析和处理。综合考虑退化条件数和关节运动限制两种指标,构造了冗余度机器人的运动规划优化指标函数,在使得机器人具有良好的容错操作灵活性的同时,保证了冗余度机器人各关节在其相应的运动范围内运动。然后,根据可重构机器人的应用需求归纳了其系统的一般设计原则,并以此为依据,对可重构机器人系统进行了概念设计。研究了可重构机器人系统的运动学自动建模方法,包括自动求解机器人正运动学方程的方法以及自动求解机器人的雅可比矩阵的方法,克服了传统的ū匦敫莶煌幕魅斯剐沃匦峦频相应运动学模型所带来的不便。接下来,明确描述了基于容错性能的可重构机器人构形综合问题,并分析说明了用以解决构形综合问题的遗传算法的基本原理。将可重构机器人构形综合实现过程分解为构形搜索以及构形遴选两个阶段工作,分别详细阐述了两个阶段工作实现算法的方法和流程,其中着重说明了用以实现构形搜索的遗传算法的内部细节,包括算法中构形染色体的编码与解码方法、初始种群的产生方式以及选择、交叉、变异等基本遗传操作的具体实施方法等。最后,利用实现了本论文提出的构形综合算法。针对给定目标任务,基于容错操作性能,分别对平面杂啥纫约翱占自由度的可重构机器人构形综合问题进行了仿真研究。仿真结果表明,本论文所提出的构形综合算法能够有效地搜索遴选出具有相对最优的容错操作性能的可重构机器人构形。关键词可重构机器人;冗余度机器人;容错操作;遗传算法:构形综合摘要’
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目录第滦髀邸论文的研究背景和现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.哂喽然魅恕论文的研究内容和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯冗余度机器人的基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.可重构机器人系统基本模块的概念设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...四??榈ピ5母拍钌杓啤可重构机器人的运动学建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...四??榈ピ5谋曜急浠痪卣蟆问题描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.构形综合方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。.芍毓够魅恕本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第氯哂喽然魅巳荽聿僮鞯幕纠砺邸!容错性能指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.荽砜占洹优化指标的处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..?⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯