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基于ADAMS与MATLAB的一种七自由度机械手轨迹跟踪控制仿真研究
随着工业自动化的发展，机械手越来越广泛应用于生产制造和物流领域。机械手运动精度和稳定性是其重要性能指标之一，而轨迹跟踪技术是保证机械手运动精度和稳定性的关键技术之一。本文基于ADAMS与MATLAB，研究了一种七自由度机械手的轨迹跟踪控制仿真方法。
一、控制系统设计
控制系统的主要功能是实现机械手运动轨迹的跟踪控制。控制系统分为追踪控制器和力控制器两个部分。
1、追踪控制器
追踪控制器主要通过反馈控制的方式，实现机械手的位置、速度和加速度控制，以实现机械手末端执行器对给定轨迹的精确跟踪。追踪控制器采用PID控制器，其结构简单，具有广泛的适应性，易于调节和实现。
2、力控制器
力控制器主要用于控制机械手对工件施加的力和力矩，以实现工件的稳定抓取和放置。力控制器采用自适应控制器，其能自适应工件质量、形状、惯性等因素的影响，实现对工件力和力矩的高精度控制。
二、轨迹规划
轨迹规划是实现机械手运动精度和稳定性的关键技术之一。常用的轨迹规划方法有插补方式和优化方式两种。本文采用的是优化方式，即采用使用matlab中optimizationtoolbox进行求解的逆动力学方法，求解机械手关节角度，从而实现机械手末端的规划轨迹。
三、模型建立
本文研究的是一种七自由度机械手。第一步是建立机械手的有限元模型，用于描述机械手的动力学行为和受力机理。然后进行参数标定，通过对机械手的标定，在模型中加入了机械手实际的重量、惯性矩和关节摩擦力等因素。
四、仿真分析
本文基于ADAMS和MATLAB开发了一套机械手轨迹跟踪仿真系统。通过该仿真系统，可以实现机械手的跟踪控制和力控制，并且能够进行轨迹规划和运动学分析，实现机械手的高精度控制和运动轨迹跟踪。
五、实验结果
在本文的实验中，我们选取了一些具有代表性的示例轨迹作为被控制对象，进行仿真测试。通过仿真测试，我们发现本文提出的七自由度机械手轨迹跟踪控制仿真方法，能够有效地实现机械手对于给定轨迹的精确跟踪，并且控制效果显著，满足了机械手高精度控制的要求。
六、结论
本文基于ADAMS与MATLAB，研究了一种七自由度机械手的轨迹跟踪控制仿真方法，并开发了相应的仿真系统。在仿真实验中，我们验证了该方法的有效性和高精度性能。通过本文的研究，可以为机械手加工制造和物流领域中机械手的轨迹控制提供一种有效方法和高精度控制手段。