由于Delta機器人使用的直驅力矩電機精度較高,，其旋轉編碼器的精度高達 405000c〇Unt, —般的伺服驅動器難以達到如此高的控制精度,，Copley驅動器是使用成熟 的一類高性能驅動器,，其交流伺服驅動器體積緊湊,、輸出功率大并滿足所需的高精度控 制要求，所以選擇了 Copley交流伺服驅動器對高精度直驅力矩電機進行PID控制,。
軌跡規(guī)劃是機器人運動學逆解,、正解的實際工程應用，分析機器人的軌跡特點及其 應用場合,，對機器人進行合理的軌跡規(guī)劃是機器人運動控制的基礎,。因此,，軌跡規(guī)劃算 法的好壞直接影響了機器人的動力學性能[44_45],，軌跡規(guī)劃在非線性系統(tǒng)的控制設計中占 有不可替代的作用[46_47]。一方面,，軌跡規(guī)劃結果可以作為前饋項與反饋控制一起構成兩 自由度控制,，從而獲得更好地運動控制性能；另一方面,，最優(yōu)軌跡規(guī)劃與最優(yōu)控制具有 一致性,，借助最優(yōu)的軌跡規(guī)劃結果，可以實現(xiàn)滿足各種約束并具有特定優(yōu)化指標的運動 控制,。
該課題的主要研宄成果為軌跡規(guī)劃方法,，軌跡規(guī)劃涉及到機器人的機構學,、運動學、 動力學等內容,，其研究成果可用于軍事機器人相關領域,，例如，火炮自動裝填系統(tǒng),、遙 控武器站直瞄系統(tǒng),、直線彈射系統(tǒng)等。
運動學分析一直是并聯(lián)機器人研究的關鍵問題,，并聯(lián)機器人的運動學求解可分為： 運動學逆解和運動學正解,。運動學逆解是指在己知末端執(zhí)行器的運動軌跡、方向及其時 間導數(shù)的情況下,，求解各個驅動關節(jié)的變量值及其時間導數(shù),，它包括位置、速度和加速 度逆解,。運動學正解是指在已知各驅動關節(jié)變量值及其時間導數(shù)的情況下,，求解末端執(zhí) 行器的運動軌跡、方向及其時間導數(shù),，因此它包括位置,、速度和加速度正解。
機器人的工作空間分為可達工作空間,、靈巧工作空間,、全局工作空間?？蛇_工作空 間是機器人末端執(zhí)行器可達位置點的集合,；靈巧工作空間是在滿足給定位姿范圍時機器 人末端執(zhí)行器可達點的集合；全局工作空間是給定所有位姿時機器人末端執(zhí)行器可達點的集合,。
Delta機器人軌跡規(guī)劃目標如下所示：滿足部分軌跡精確要求,，滿足與時間相對應的點位與速度要求；進行軌跡優(yōu)化,，降低系統(tǒng)中關鍵零部件的受力與沖擊,；提高系統(tǒng)整體的速度、精度與部件壽命,。
DMC-18X2系列運動控制卡可直接插入到PCI總線,，具有高速通信、非易失程序存 儲器,、高速編碼器反饋接收,、高抗干擾性（EMI)等強大功能。DMC-18X2專為解決復 雜運動難題而設計,，能夠用于涉及JOG,、PTP定位,、多軸聯(lián)動、矢量定位,、電子齒輪同 步,、電子凸輪、多任務,、輪廓運動等,。控制器通過可編程加減速對軌跡進行平滑處理,， 可大大減小運動沖擊,。為了滿足復雜輪廓平滑跟蹤，DMC-18X2還提供無限直線,、圓弧 線段的矢量進給,。
本章主要闡述了 Delta機器人的運動控制系統(tǒng)，簡要的介紹了離線軌跡規(guī)劃和實時 在線軌跡規(guī)劃的應用場合,，并對兩種軌跡規(guī)劃的優(yōu)缺點進行了陳述,，在Linux系統(tǒng)的機 器人操作系統(tǒng)ROS下搭建了機器人的軟硬件，編寫了機器人的Galil運動控制卡程序,， 從Copley驅動器中分別讀取了三種軌跡規(guī)劃方法得到的運動控制曲線參數(shù),，證明了三 種軌跡規(guī)劃方法的實用性，并對其運動學和動力學實驗結果進行了對比,，得到了關節(jié)空 間和混合空間的軌跡規(guī)劃方法更適合機器人實際控制的結論,。最后，為了實現(xiàn)用戶友好 型操作,，編寫了機器人的運動控制GUI界面,。
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上述Delta機器人的關節(jié)空間軌跡規(guī)劃及其動力學軌跡優(yōu)化模型是對關節(jié)空間驅動 電機的軌跡規(guī)劃及其動力學優(yōu)化模型,，動力學優(yōu)化后,，減小了所需驅動電機力矩和功率 的峰值。由圖3-12可知,，關節(jié)空間軌跡規(guī)劃擬合曲線經(jīng)過運動學正解轉換得到的工作空 間擬合曲線,，在末端執(zhí)行器豎直方向運行階段，x方向的速度,、加速度擬合曲線稍有抖 動,，擬合曲線的加速度峰值相差較大,?？紤]到工作空間的各種情況，例如,，在某些特殊 情況下,，抓取和釋放物體時豎直運行階段水平方向不能抖動,，工作空間擬合曲線的加速 度峰值要求在一定范圍內等，即要求機器人具有良好的工作空間性能,。由于在工作空間 內進行軌跡規(guī)劃得到的擬合曲線一般具有良好的工作空間性能,，為了實現(xiàn)上述要求，本 小節(jié)將對Delta機器人進行工作空間的軌跡規(guī)劃,。