机器人的控制系统与仿真 开题报告

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毕业设计开题报告

学生姓名：学号：

学院、系：

专业：机械设计制造及其自动化

设计题目：机器人的控制系统设计与仿真

指导教师:

2012 年 2 月22 日

开题报告填写要求

1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；

2．开题报告内容必须用按信息商务学院教学管理部统一设计的电子文档标准格式（可从教务处或信息商务学院网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；

3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；

4．学生的“学号”要写全号（如02011401X02），不能只写最后2位或1位数字；

5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；

6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。

毕业设计开题报告

1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

1本课题研究的背景和意义

机器人是上世纪中叶迅速发展起来的高新技术密集的机电一体化产品，它是一种自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是代替人完成那些枯燥、单调、危险的工作，把人从大量的烦琐的重复的危险的劳动中解放出来节省出人的脑力物力人力干别的创新之类的事情。在发达国家，工业机器人已经得到广泛应用。随着科学技术的发展，机器人的应用范围也日益扩大，遍及工业、国防、宇宙空间、海洋开发、医疗康复等领域。进入21世纪，人们已经愈来愈亲身地感受到机器人深入产业、深入生活、深入社会的坚实步伐。

同时机器人的技术水平，是一个国家自动化水平和国家综合国力的表现，是工业以及非产业界的主要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。目前机器人在汽车工业、机电工业、建筑业、海洋工业、军事和航天等领域获得了广泛的应用，此外还出现仿生机器人、家政机器人、水下机器人、导游机器人、遥控潜水器、蛇形机器人和高智慧的智能机器人等[1]。

机器人技术是近年来高新技术发展的一个重要领域和研究热点。随着机器人技术的发展，机器人的应用领域的不断扩大，对机器人的性能提出了更高的要求，因此，如何有效地将其他领域（如图像处理、声音识别、最优控制、人工智能等）的研究成果应用到机器人控制系统的实时操作中，是一项富有挑战性的研究工作

2 国内外的研究现状

国外机器人的研究和应用相当普遍，并进入了实用阶段，广泛应用在制造、航空航天、国防等领域。随着机器人应用的不断深入，目前机器人的研究正在机械结构、驱动技术、智能传感器、编程语言、网络通信方式、集成化与系统化和控制技术方法等方面迅速展开，并使得机器人应用从单机向系统发展，取得了丰富的研究成果，从而突破机器人的传统应用领域，朝着更广泛的应用领域渗透，而机器人从研究到实际应用的核心

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。本课题在查阅收集机器人相关的技术资料和学习控制理论MATLAB编程技术的基础上，对一典型的双关节刚性机械手的数学模型进行了控制方法的研究。本课题具体完成的主要工作内容如下：

(1)收集机器人的相关技术资料，说明机器人的发展和国内外的现状及研究意义。

(2)学习控制理论，了解机器人的控制方法及其MATLAB软件编程技术。

(3)针对一个典型双关节刚性机械手的数学模型设计控制系统，并用MATLAB进行仿真验证。

(4) 进行总结和展望。

对一个N关节机器人的数学模型进行分析，在得到机器人系统的动力学特性的基础上，首先在忽略外加干扰等的理想情况下，拟采用独立的PD控制来实现机器人的定点控制，在MATLAB上进行仿真；其次，在上述的基础上，对扰动信号的上确界已知和未知的两种情况，分别进行PD控制器的改进设计，并在MATLAB上对其进行仿真。

指导教师意见：

指导教师：

年月日所在系审查意见：

系主任：

年月日