基于多智能体的并联机器人动力学建模与计算方法研究

论文摘要

动力学分析计算是并联机器人动力学性能设计的理论基础,也是动力学控制的基本依据。由于并联机器人构型的特殊性和多样性,其动力学分析非常复杂,根据并联机器人动力学计算的特点,提出基于Multi-Agent的动力学建模与计算的思想。首先,介绍了并联机器人发展的概况,阐述了牛顿.欧拉法和拉格朗日法。其次,将JADE运用到Multi-Agent系统中,勾勒出基于该平台下的Multi-Agent动力学分析系统的通信与交互协议模型。再者,研究了的Multi-Agent动力学计算系统求解方法,相应地设计并开发了基于Multi-Agent的平面并联机器人动力学计算方法,为平面并联机器人的动力学计算提供一个简捷方便的Multi-Agent计算原型系统。然后,在Multi-Agent动力学分析计算系统的原型基础上,提出了平面并联机器人动力学分析的Multi-Agent建模方法,建模过程简洁、自然、方便。所建立的Multi-Agent模型,具有良好的扩展性,解决了平面并联机器人的相关研究模型不统一的问题。最后,综合考虑选用具有代表性的五杆并联机器人和3-RRR型并联机器人作为实例分析对象,基于Multi-Agent动力学系统的建模和计算方法的原型,实现平面并联机器人动力学的Multi-Agent系统计算,并验证了该原型下实例算法的可行性。本文提出的动力学分析计算的建模与求解方法,是对平面并联机器人动力学计算方法的新尝试,也是利用Multi-Agent理论进行动力学计算的新探索,对于促进并联机器人技术的进一步研究与发展具有重要的理论和实际意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 并联机器人研究综述
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 并联机器人动力学的理论分析方法
• 1.3 论文的研究背景、意义及组织结构
• 1.3.1 论文的研究背景和意义
• 1.3.2 论文研究的主要内容和创新点
• 1.3.3 论文的组织结构
• 1.4 本章小结
• 第二章 Multi-Agent动力学计算系统开发方法
• 2.1 引言
• 2.2 Agent技术概述
• 2.2.1 Agent的基本概念
• 2.2.2 Agent的基本结构
• 2.2.3 Agent的属性
• 2.3 JADE系统下的Multi-Agent
• 2.3.1 授权型的JADE
• 2.3.2 JADE的应用环境
• 2.3.3 JADE Agent
• 2.3.4 在JADE中建立Agent类
• 2.3.5 Agent执行的任务Behaviour类
• 2.4 Multi-Agent系统的通信与交互协议
• 2.4.1 Agent通信和交互模型
• 2.4.2 Agent通信协议
• 2.4.3 Agent交互协议
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于Multi-Agent动力学系统的开发实现
• 3.1 引言
• 3.2 基于Multi-Agent系统的动力学计算的基本思路
• 3.2.1 Multi-Agent应用的基本思想
• 3.2.2 动力学计算的算法研究
• 3.3 基于Multi-Agent系统的并联机器人动力学算法的实现
• 3.3.1 系统动力学算法的原理方程
• 3.3.2 系统动力学算法的优化原理
• 3.4 基于Multi-Agent系统的并联机器人动力学计算系统模型
• 3.4.1 研究思路
• 3.4.2 系统模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于Multi-Agent的五杆并联机器人的动力学分析
• 4.1 引言
• 4.2 并联机器人动力学分析计算原型系统
• 4.2.1 原型系统的应用背景
• 4.2.2 动力学分析原型系统的功能结构
• 4.2.3 原型系统的运行环境
• 4.3 五杆并联机器人的传统动力学算法分析
• 4.4 五杆并联机器人原型系统的运行过程及界面
• 4.4.1 Multi-Agent动力学原型系统的启动
• 4.4.2 Agent的创建及运行
• 4.4.3 设定五杆并联机器人初始位置
• 4.5 应用实例分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于Multi-Agent的3-RRR型并联机器人的动力学原型系统
• 5.1 引言
• 5.2 3-RRR型并联机器人的传统动力学算法分析
• 5.3 3-RRR型并联机器人原型系统的运行界面
• 5.4 应用实例分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 本文完成的主要工作
• 6.2 本文的主要创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 致谢