本科畢業(yè)設(shè)計終期答辯PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1本科畢業(yè)設(shè)計終期答辯本科畢業(yè)設(shè)計終期答辯主要研究內(nèi)容第一部分空間機械臂運動學(xué)建?？臻g機械臂運動學(xué)建模對 自由度關(guān)節(jié)式空間機械臂進行數(shù)學(xué)建模，根據(jù)空間機械臂的各項參數(shù)，建立各個連桿坐標(biāo)系，據(jù)此表示出各連桿的間的位置變換關(guān)系，從而建立機械臂的基座與末端相對位姿空間機械臂可執(zhí)行動作空間機械臂可執(zhí)行動作規(guī)劃規(guī)劃給定關(guān)節(jié)空間中任意一段路徑，對這段路徑進行適當(dāng)?shù)奶幚砗妥儞Q，得出在直角坐標(biāo)空間中的軌跡序列，最后通過求解出關(guān)節(jié)位置與關(guān)節(jié)速度空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法提出一種改進的機械臂分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法，遞歸地將復(fù)雜任務(wù)分解成較小的子任務(wù)，直到出現(xiàn)那些可以直接執(zhí)行預(yù)定動作就

2、能完成的簡單動作為止，通過合理規(guī)劃動作序列，執(zhí)行一系列預(yù)定可執(zhí)行動作，從而使機械臂在執(zhí)行預(yù)定簡單動作序列的過程中，高效地完成采樣任務(wù)研究成果綜述第二部分一、空間機械臂運動學(xué)建模二、空間機械臂可執(zhí)行動作規(guī)劃三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法四、空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真一、一、空間空間機械臂運動學(xué)建模機械臂運動學(xué)建模1.對機械臂各關(guān)節(jié)建立坐標(biāo)系，用D-H參數(shù)法描述各連桿間運動關(guān)系2.通過運動學(xué)方程表示末端連桿相對基坐標(biāo)系的變換關(guān)系3.通過雅可比矩陣表示各個關(guān)節(jié)角速度對末端運動速度的關(guān)系一、一、空間空間機械臂運動學(xué)建模機械臂運動學(xué)建模1.對對機械臂各關(guān)節(jié)建立坐標(biāo)系，用機械臂各關(guān)節(jié)建立坐標(biāo)系，用D-H

3、參數(shù)法參數(shù)法描述各連桿間運動關(guān)系描述各連桿間運動關(guān)系u 四自由度空間機械臂各關(guān)節(jié)坐標(biāo)系u 四自由度空間機械臂D-H參數(shù)表2.通過運動學(xué)方程表示末端連桿相對基坐標(biāo)系的變換關(guān)系3.通過雅可比矩陣表示各個關(guān)節(jié)角速度對末端運動速度的關(guān)系一、一、空間空間機械臂運動學(xué)建模機械臂運動學(xué)建模2.通過通過運動學(xué)方程表示末端連桿相對基坐標(biāo)系運動學(xué)方程表示末端連桿相對基坐標(biāo)系的變換關(guān)系的變換關(guān)系3.通過雅可比矩陣表示各個關(guān)節(jié)角速度對末端運動速度的關(guān)系u 寫出各個連桿變換矩陣，得到手臂變換矩陣u 寫出此空間機械臂運動學(xué)方程，得到空間機械臂末端位姿與各個關(guān)節(jié)變量之間的變換關(guān)系1.對機械臂各關(guān)節(jié)建立坐標(biāo)系，用D-H參數(shù)法

4、描述各連桿間運動關(guān)系一、一、空間空間機械臂運動學(xué)建模機械臂運動學(xué)建模3.通過雅可比矩陣通過雅可比矩陣表示各個關(guān)節(jié)角速度對末端表示各個關(guān)節(jié)角速度對末端運動速度的關(guān)系運動速度的關(guān)系2.通過運動學(xué)方程表示末端連桿相對基坐標(biāo)系的變換關(guān)系1.對機械臂各關(guān)節(jié)建立坐標(biāo)系，用D-H參數(shù)法描述各連桿間運動關(guān)系u 本文研究對象的各關(guān)節(jié)均為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，則可寫出它在終端抓手上產(chǎn)生的角速度u 用矢量積法推算該機械臂的雅可比矩陣得到關(guān)節(jié)角速度與末端線速度和角速度的關(guān)系表達式u 即可通過所得的雅可比矩陣表示出由關(guān)節(jié)速度向操作速度的線性映射關(guān)系二、二、空間空間機械臂機械臂可執(zhí)行動作規(guī)劃可執(zhí)行動作規(guī)劃1. 針對采樣任務(wù)，設(shè)計空間

5、機械臂的可執(zhí)行動作2. 提出空間機械臂可執(zhí)行動作的規(guī)劃策略3. 兩種可執(zhí)行動作的實現(xiàn)與仿真驗證二、二、空間空間機械臂機械臂可執(zhí)行動作規(guī)劃可執(zhí)行動作規(guī)劃1. 針對采樣任務(wù)，設(shè)計空間機械臂的可執(zhí)行動針對采樣任務(wù)，設(shè)計空間機械臂的可執(zhí)行動作作2. 提出空間機械臂可執(zhí)行動作的規(guī)劃策略3. 兩種可執(zhí)行動作的實現(xiàn)與仿真驗證u 以四自由度空間機械臂腰部位置為原點，建立空間直角坐標(biāo)系。由于所研究的空間機械臂尺寸有限，因此可寫出空間機械臂末端所能到達的空間范圍u 針對實際采樣任務(wù)可能出現(xiàn)的障礙物、關(guān)節(jié)空間受限等情況，以圓弧曲線為例，設(shè)計空間機械臂的曲線可執(zhí)行動作。二、二、空間空間機械臂機械臂可執(zhí)行動作規(guī)劃可執(zhí)行

6、動作規(guī)劃1. 針對采樣任務(wù)，設(shè)計空間機械臂的可執(zhí)行動作2. 提出空間提出空間機械臂機械臂可執(zhí)行動作的規(guī)劃可執(zhí)行動作的規(guī)劃策略策略3. 兩種可執(zhí)行動作的規(guī)劃實現(xiàn)與仿真驗證u 為了減小速度突變對機械臂各關(guān)節(jié)造成的沖擊，本文所確定的機械臂末端線速度隨時間變化的情況如圖u 采用反變換法進行求解。對于前述已求得的運動學(xué)方程，可用未知的逆變換逐次左乘該矩陣方程，將各個關(guān)節(jié)變量逐個分離出來，從而解出這個未知關(guān)節(jié)變量。二、二、空間空間機械臂機械臂可執(zhí)行動作規(guī)劃可執(zhí)行動作規(guī)劃1. 針對采樣任務(wù)，設(shè)計空間機械臂的可執(zhí)行動作2. 空間機械臂可執(zhí)行動作的規(guī)劃策略3. 兩種兩種可執(zhí)行可執(zhí)行動作的動作的實現(xiàn)實現(xiàn)與仿真驗證

7、與仿真驗證u 為了使機械臂以給定的操作速度運動，必須計算出相應(yīng)的關(guān)節(jié)速度矢量。為了解出關(guān)節(jié)速度 和微分運動 ，求出雅可比的偽逆解 ，于是即可通過上述機械臂速度矢量，得到關(guān)節(jié)速度矢量，實現(xiàn)空間機械臂末端由初始位置到達任意可行位置的可執(zhí)行動作u 通過進行可執(zhí)行動作規(guī)劃，機械臂末端的線速度實現(xiàn)了較為平穩(wěn)的變化，保證動作準(zhǔn)確性高效性的同時，最大可能地減小了速度突變對機械臂各關(guān)節(jié)造成的沖擊影響三、三、空間空間機械機械臂臂改進任務(wù)規(guī)劃算法改進任務(wù)規(guī)劃算法1.任務(wù)規(guī)劃算法基本思想和語法2.采樣任務(wù)規(guī)劃問題表述與基本原子任務(wù)3.代價評估函數(shù)與分解方法優(yōu)選4.采樣任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的分解與化簡ADD YOUR TEXT三

8、、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法u分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)理論的基本思想為任務(wù)分解，將復(fù)雜的非原子任務(wù)逐層拆解為執(zhí)行器可以直接執(zhí)行的原子任務(wù)。基于這種思想，我們定義了規(guī)劃器的基本語法1.任務(wù)規(guī)劃算法基本思想和語法三、三、空間空間機械機械臂臂改進任務(wù)規(guī)劃算法改進任務(wù)規(guī)劃算法ADD YOUR TEXT三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法2.采樣任務(wù)規(guī)劃問題表述與基本原子任務(wù)u 空間機械臂的采樣任務(wù)需要明確機械臂末端的初始位置，以及目標(biāo)采樣點的分布位置，為此定義系統(tǒng)狀況矩陣 表征采樣任務(wù)中系統(tǒng)的狀態(tài)u 將機械臂能直接執(zhí)行的原子任務(wù)歸納為三種可執(zhí)行任務(wù)：移動、采集

9、、釋放。每個原子任務(wù)均包含執(zhí)行前提與執(zhí)行結(jié)果兩大要素三、三、空間空間機械機械臂臂改進任務(wù)規(guī)劃算法改進任務(wù)規(guī)劃算法ADD YOUR TEXT三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法3.代價評估函數(shù)與分解方法優(yōu)選u 同時針對空間中的多點采樣任務(wù)，本文引入了代價評估函數(shù)與方法優(yōu)選函數(shù)，代價評估函數(shù)能對任務(wù)分解方法的空間與時間代價進行評估，方法優(yōu)選函數(shù)則對不同分解方法的代價評估函數(shù)值進行比較，從而選出最優(yōu)的任務(wù)分解方法三、三、空間空間機械機械臂臂改進任務(wù)規(guī)劃算法改進任務(wù)規(guī)劃算法ADD YOUR TEXT三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法3.代價評估函數(shù)與分

10、解方法優(yōu)選u 基于上述原理，本文給出了代價評估與方法優(yōu)選函數(shù)的算法流程流程三、三、空間空間機械機械臂臂改進任務(wù)規(guī)劃算法改進任務(wù)規(guī)劃算法ADD YOUR TEXT三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法4.采樣任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的分解與化簡u 因此，從任務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖中可以看出，每一次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)進行化簡時，本文提出的評價與優(yōu)選函數(shù)都會對所檢索到的分解方法進行優(yōu)選，從而確定原子任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化簡方式三、三、空間空間機械機械臂臂改進任務(wù)規(guī)劃算法改進任務(wù)規(guī)劃算法ADD YOUR TEXT三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法三、空間機械臂改進任務(wù)規(guī)劃算法4.采樣任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的分解與化簡u 在具體的算法實現(xiàn)上

11、，首先，在規(guī)劃域中搜索所有滿足執(zhí)行前提的方法，在代價評估函數(shù)與方法優(yōu)選函數(shù)的作用下，對每個分解方法進行評價與比較，最終得到最優(yōu)的原子任務(wù)網(wǎng)絡(luò)三、三、空間空間機械機械臂臂改進任務(wù)規(guī)劃算法改進任務(wù)規(guī)劃算法四、四、空間空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真1.實驗算例設(shè)計2.采樣任務(wù)規(guī)劃算例求解3.實驗算例規(guī)劃結(jié)果4.實驗算例結(jié)論ADD YOUR TEXT四、空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真1.實驗算例設(shè)計u 算例設(shè)計上，給出了兩個目標(biāo)采樣點，以及四自由度艙內(nèi)空間機械臂的初始構(gòu)型u 實驗環(huán)境中存在一基座位于原點的四自由度空間機械臂 ，其D-H參數(shù)如表 2 - 1；同時存在兩個目標(biāo)采樣點 、

12、 四、四、空間空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真ADD YOUR TEXT四、空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真2.采樣任務(wù)規(guī)劃算例求解u 求解時，首先對初始條件，與實驗環(huán)境進行表征四、四、空間空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真ADD YOUR TEXT四、空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真2.采樣任務(wù)規(guī)劃算例求解u 首先將目標(biāo)任務(wù)添加入任務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，后續(xù)的任務(wù)規(guī)劃過程即為不斷對任務(wù)網(wǎng)絡(luò)進行分解化簡，直至所有非原子任務(wù)全部分解完畢，將所得原子任務(wù)網(wǎng)絡(luò)作為規(guī)劃結(jié)果進行輸出。四、四、空間空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真u 通過對代價評估值進行比較，方法優(yōu)選

13、函數(shù)最終得到最優(yōu)方法u 從算例規(guī)劃流程中可以看出，評價與優(yōu)選函數(shù)在方法2和方法3中，選取了代價評估值最優(yōu)的方法3，ADD YOUR TEXT四、空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真2.采樣任務(wù)規(guī)劃算例求解u 所有非原子任務(wù)都被分解，規(guī)劃完成，輸出任務(wù)網(wǎng)絡(luò)中原子任務(wù)序列四、四、空間空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真ADD YOUR TEXT四、空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真3.實驗算例規(guī)劃結(jié)果四、四、空間空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真u 空間機械臂各關(guān)節(jié)角序列u 空間機械臂采樣任務(wù)末端軌跡仿真圖u 將算例規(guī)劃結(jié)果繪制成仿真圖，根據(jù)任務(wù)規(guī)劃輸出結(jié)果，得到采樣過程中空間

14、機械臂末端到達的幾個關(guān)鍵位置依次為ADD YOUR TEXT四、空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真四、四、空間空間機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真機械臂任務(wù)規(guī)劃實驗與仿真4.實驗算例結(jié)論u 可以證明本文提出的基于改進HTN的空間機械臂任務(wù)規(guī)劃算法，成功地對采樣任務(wù)進行了順利有效的規(guī)劃u 在規(guī)劃過程中選取最優(yōu)的任務(wù)分解方法，且最終得到的空間機械臂運動過程平穩(wěn)有序。研究總結(jié)與展望第三部分研究成果總結(jié)（1）本課題對四自由度艙內(nèi)空間機械臂進行了運動學(xué)建模。應(yīng)用D-H參數(shù)法對四自由度空間機械臂進行運動學(xué)建模，表示出機械臂末端連桿相對于基坐標(biāo)系的變換關(guān)系，以及關(guān)節(jié)角速度與末端運動速度的關(guān)系。（2）設(shè)計了針對不同采樣環(huán)境

15、的可執(zhí)行動作。確定空間機械臂可執(zhí)行動作，進而反解出可執(zhí)行動作對應(yīng)的關(guān)節(jié)角序列。（3）引入了合理的任務(wù)分解優(yōu)選方法，提出了面向空間機械臂采樣任務(wù)的改進HTN任務(wù)規(guī)劃算法，得出任務(wù)網(wǎng)絡(luò)分解化簡的有效流程研究前景展望 同時本文也存在一些可以后續(xù)挖掘與擴展的地方，使算法能夠適用于更加復(fù)雜多變的情境。（1）本文對空間機械臂可執(zhí)行動作的規(guī)劃存在一定的局限性，由于空間機械臂的實際操作中可能會受到各方面的約束與限制，目前對空間機械臂可執(zhí)行動作的規(guī)劃方法還不能充分滿足各種情況的需要。（2）本文空間機械臂末端可達范圍的計算較為簡單，在實際任務(wù)中，空間機械臂的尺寸、關(guān)節(jié)可行角度等因素都會對可行的目標(biāo)采樣范圍具有約束

16、作用，目前采取的可達范圍計算方法比較簡單。外文文獻翻譯第四部分文獻題目XXXXXX文獻作者出處信息XXXXXXXXu 本文描述了兩種處理機器人HTN規(guī)劃時特殊情形的方法u 此文章通過實驗表明，分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)（HTN）規(guī)劃器適用于在復(fù)雜場景中尋找非平凡任務(wù)的解決方案。移動服務(wù)機器人能夠執(zhí)行可能構(gòu)成實現(xiàn)高級目標(biāo)的基本構(gòu)件的行為。然而，只有很少的實驗證明了通用協(xié)商計劃者在移動服務(wù)機器人領(lǐng)域的應(yīng)用。一個具有挑戰(zhàn)性的問題是由于基于自適應(yīng)AI的規(guī)劃者假設(shè)閉環(huán)世界假設(shè)（CWA）并因此無法處理不完整的信息。例如，未在計劃域中表示的未知對象無法集成到計劃過程中。由于移動服務(wù)機器人在真實的動態(tài)環(huán)境中運行，并基于感官

17、數(shù)據(jù)自主地構(gòu)建或調(diào)整其世界模型，因此它們不可避免地面臨有關(guān)世界的不確定和不完整的信息。簡化的計劃假設(shè)與現(xiàn)實世界的復(fù)雜性之間的矛盾構(gòu)成了現(xiàn)代機器人的一個主要問題。本文描述了兩種處理HTN機器人規(guī)劃環(huán)境中的不完整世界知識的方法。幾個實驗表明，這些方法可以成功應(yīng)用于動態(tài)和非結(jié)構(gòu)化環(huán)境u通過對該文獻進行翻譯，對分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在機器人任務(wù)規(guī)劃上的應(yīng)用有了一定的了解，對機器人任務(wù)規(guī)劃這一領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜性與挑戰(zhàn)性有了新的認(rèn)識，對本文的研究思路提供了一定的啟發(fā)與參考。文獻題目XXXXXX文獻作者出處信息XXXXXXXX致 謝 特別感謝數(shù)月以來給予我?guī)椭湍托闹笇?dǎo)的XX老師和XX學(xué)長。正是在他們的支持和鼓勵下，我才能在研究過程中攻堅克難、堅持不怠，順利完成畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)研究。 首先，我要向XX老師致以誠摯的感謝。XX老師學(xué)識淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，閱歷豐富，對待學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，在學(xué)術(shù)研究中思路清晰、一絲不茍，嚴(yán)格要求論文的結(jié)構(gòu)和措辭要符合規(guī)范和邏輯，避免細(xì)節(jié)上的不應(yīng)該犯的錯誤。老師對待學(xué)術(shù)研究的