基于ADAMS的空间机器人动力学仿真(2)
时间:2018-09-30 10:38 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
根据上面的叙述，进行机器人的动力学分析的主要目的是用来对还在建立中的或者已经建立的机器人的本身机械结构进行运动学和动力学方面合理性的评价，可以原来提高机器人运动控制时候的质量，然后进一步以实现对其的动态控制。显而易见的，以上各种分析的理论性结果只是作为实物的验证，将会存在一定的风险性，而且效率也是低级的并且价格很昂贵。所以，可以通过采用计算机虚拟仿真的技术来帮忙实现。最起码，在该研究的初、中期阶段应该这样进行，而实物试验，则应该是在完成了一系列虚拟仿真试验的基础上进行实施的。机器人的仿真技术给人们对于进行机器人的设计和研究提供了一种便利而且高效的实验方法，是解决例如：动力学建模和分析，机器人运动学分析与综合，机器人与工作环境干涉，工作空间的动态规划以及轨迹规划等一系列各种问题的理想工具[3][4]。 机器人的虚拟样机技术是一项计算机辅助工程技术，于20世纪80年代发展起来。对于机器人仿真技术的研究很大程度上提高了机器人研制的水平，能够有效的节省很多的精力以及经费，并且还为机器人结构的优化设计提供了有效的依据[5]。 运动学和动力学的计算、模型建立和优化设计等在机器人动力学仿真的研究过程中将上面的几项工作很好地结合在了一起，以便大大的改善工作效率的功能，还能够用在模拟现实的制造环境，用来测试机器模型的可靠性，以及可以用几何实体来重新定义模型系统，以便能够找到重要参数的最优值，从而达到优化设计的目的。一般常见的工作方式是使用各种编程语言建立仿真平台来仿真的方法，使用的比较多的有例如C语言、VC++和VB之类的。可是这种方法有缺陷，即，编程过程过于复杂，而且会费时费力，并且对研究人员的程序设计能力要求很高，通用性还不好，经常要为不同的项目而搭建不同的仿真平台。此外，当模型的设计参数有所改变的时候，上面的几项工作的改变量也非常大，所以缺少灵活性以及适应性，从而也就限制了在机器人动力学分析中仿真技术的应用和普及。 而由公司美国MSC开发的机器系统的运动学和动力学仿真软件——ADAMS，能够将上面的几项工作很好地结合在一起，从而能够很大程度上提高工作效率，还可以用来模拟现实的制作环境，以便测试机器的模型的可靠性，还能够使用几何实体来重新对模型系统进行定义，以此找到重要参数的最优值，从而达到优化设计的目的[5]。 ADAMS的以上一些特色特别适合用来进行机器人系统各种性能的仿真分析工作，这几年引起了机器人方面领域的研究人员的特别注意。 现在，动力学仿真的分析技术也应用在机器人的机构分析中。 1.3 国内外研究状况 2 空间多体系统动力学 2.1 计算多体系统动力学 要使用计算机数值来对系统的静力学分析、动力学分析、运动学分析以及控制系统分析进行研究，具体的步骤如下： （1）对系统运动学和动力学程式化建立数学模型，对能够实现这种模型的软件系统进行开发，只需要输入描述系统的最基本数据就能够自动地进行程式化的处理 （2）对于能够有效的处理数学模型的数值积分方法以及计算方法进行开发和实现，自动地得到运动学的规律和动力学响应 （3）很好的实现数据后处理，通过图表，动画显示或者其他的一些方式来提供数据处理结果 2.2 数学建模方法 航天：拉格朗日方法 机械：笛卡尔方法 两者的主要区别：对刚体的位形描述有所不同 2.2.1拉格朗日方法 (责任编辑：qin) |