关于机器人运动优化控制建模的仿真研究.pdf

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1、第33卷第5期计算机仿真2016年5月文章编号：1006—9348(2016)05—0280—05关于机器人运动优化控制建模的仿真研究李志雄，史思总，王短，赵建强(西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室，四川绵阳621000)摘要：在机器人运动性能优化控制中，由于机器人多关节结构的复杂性与运动学的高难度，导致高度仿真的机器人运动控制难以实现的问题。为避免仿真的失真，提出了一种采用D—H参数模型的机器人实时运动控制仿真方法，根据机器人各连杆部件的尺寸与位置参数，绘制3D部件，再进行D—H参数模型整合，以机器人运动学算法对模型加以控制，实验结合Mafla

2、b和SoildWorks软件作为平台，对经典机器人puma560进行仿真，实现了各个连杆部件的实时控制，实现了末端工具轨迹的运动平滑规划并对运动过程录像，结果表明，提出的方法能为实现机器人运动控制性能优化设计提供科学参考。关键词：机器人工具箱；运动控制；结构建模；轨迹规划中图分类号：TP242．6文献标识码：BSimulationofOptimalControlModelforRobotMotionLIZhi-xiong，SHISi-zong，WANGHeng，ZHAOJian-qiang(RobottechnologyUsedforSpecialEnvir

3、onmentKeylaboratoryofSichuanProvince，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，MianyanSichuan621000，China)ABSTRACT：Duetothecomplexityofarobot’Sstructureandhishdifficultyofkinematics，itishardtocontrolhighlysimulatedrobotmotionintherobotsimulation．Inordertoavoidthedistortionofrobotsi

4、mulation，thesimula-tionmethodofrobot’Sreal-timemotioncontrolbasedonD-Hparametermodelisputforward．3Dpartsaledrawninaccordancewiththesizeandlocationparameterofeveryrobot’Sconnectingrodpart．Therobotpuma560istakenassimulationobjectandthecombinationofMatlabandSoildWorksastheplatform．Sim

5、ulationresultsshowthatthereal-timecontrolofeveryrobot’Sconnectingpartandthepathplanningofitsendingtoolsareachieved．andthevideoisalsotakeninrobot’Smovementprocess．ItshowsthatoptimizationmethodCallrealizethecontrolofrobotmovement．KEYWORDS：Roboticstoolbox；Motioncontrol；Structuremodeli

6、ng；Pathplanning1引言仿真的机器人运动控制是机器人仿真的核心技术与难点⋯，需机器人的结构建模与运动控制两方面的技术融合。单方面实现运动控制的仿真机器人结构建模粗略，将因丢失大量的结构特征而导致仿真的失真，而仅实现结构建模的机器人虽然外观上逼真，但缺少运动控制的能力，仿真难以动态进行。目前研究者对于机器人仿真研究常用的是MatlabRo．botiesToolbox工具箱[2-73或P-o／E[81、Ad啪s⋯、Soild．Works[101、CAD[11]、OpenGl㈣等三维建模软件进行开发。MatlabRoboticsToolbox工具箱入门

7、较快，使用者众多，主要用于算法的开发，文献旧’3’61均以6自由度机器人为例，实现了简易的外观建模和轨迹规划，但由于工具箱早期版本功能基金项目：四川省科技创新苗子工程项目(2015024)：四川省科技支撑项目(2014GJ0021)收稿日期：2015—06—20修回日期：2015—07—17·--——280·--——所限，机器人均以球棍模型展示，视觉效果差；Pro／E、Adams等3D软件侧重于机器人外观的仿真，文献¨。121实现了机器人3D结构的仿真，但三维建模软件不自带有机器人运动控制算法，难以独立的实现机器人运动控制，算法工具与三维建模工具的分离使用使

8、得目前机器人的结构建模与运动控制的结合较为松散，不利