1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

自動(dòng)包裝機(jī)機(jī)器人手臂仿真系統(tǒng)包括五大模塊：逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)模塊，軌跡規(guī)劃模塊，正向運(yùn)動(dòng)學(xué)模塊，機(jī)器人動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)模塊，PD控制系統(tǒng)模塊。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

圖1 自動(dòng)包裝機(jī)機(jī)器人手臂仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

由圖可見，各關(guān)節(jié)的控制環(huán)節(jié)并不是完全獨(dú)立的，相互之間存在耦合，這使得一般的多自由度機(jī)器人呈現(xiàn)較嚴(yán)重的非線性特征，給其動(dòng)態(tài)控制帶來不便。

2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

2.1 逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)模塊數(shù)學(xué)模型

一般機(jī)器人的控制問題就是要通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來調(diào)整幾個(gè)關(guān)節(jié)的位姿，即這些關(guān)節(jié)的坐標(biāo)。使得末端執(zhí)行器的位姿跟蹤給定的軌跡或穩(wěn)定在指定的位姿上，而機(jī)器人的工作軌跡往往是通過直角坐標(biāo)直接給出的。這就有必要將工作軌跡轉(zhuǎn)換成關(guān)節(jié)坐標(biāo)，而逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)模塊正是為完成該項(xiàng)功能而設(shè)計(jì)的。所以從機(jī)器人的控制角度來講，逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題是一個(gè)很重要的題。圖2為自動(dòng)包裝機(jī)機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)示意圖。首先，根據(jù)幾何關(guān)系得

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