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1、第六章 操作臂的控制一、选择题1机器人控制系统在物理上分为两级，但在逻辑上一般分为如下三级：1)PID控制器2)位置控制器3)作业控制器4)运动控制器5)驱动控制器6)可编程控制器2在伺服电机的伺服控制器中，为了获得高性能的控制效果，一般具有3 个反馈回路，分别是：1)电压环2)电流环3)功率环4)速度环5)位置环6)加速度环3操作机手持粉笔在黑板上写字，在哪个方向只有力的约束而无速度约束？1)X轴2)Y轴3)Z轴4)R轴精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页4如果末端装置、工具或周围环境的刚性很高，那么机械手要执行与
2、某个外表有接触的操作作业将会变得相当困难。此时应该考虑：1)柔顺控制2)PID控制3)模糊控制4)最优控制5示教 -再现控制为一种在线编程方式，它的最大问题是：1)操作人员劳动强度大2)占用生产时间3)操作人员安全问题4)容易产生废品二、简单题1.机器人控制系统的基本单元有哪些？2.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？3.仿人机器人的关键技术有哪些？4.机器人控制的主要特点有哪些？5. 简述机器人基于关节坐标控制的基本思路。6. 机器人的控制层次分为哪几级？7. 机器人关节位置控制器的作用是什么。三、分析题试列出直流电机电压平衡方程式和转矩平衡方程式，并指出机械部分与电气部分的
3、耦合关系。第五章 操作臂动力学精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页一、选择题 4 选 11动力学主要是研究机器人的：1)动力源是什么2)运动和时间的关系3)动力的传递与转换 4) 动力的应用2动力学的研究内容是将机器人的_ 联系起来。1)运动与控制 2) 传感器与控制 3) 结构与运动 4) 传感系统与运动 3 机器人终端效应器手的力量来自哪里？1)机器人的全部关节 2) 机器人手部的关节3)决定机器人手部位置的各关节 4) 决定机器人手部位姿的各个关节4在 -r操作机动力学方程中，其主要作用的是1)哥氏项和重力项
4、2) 重力项和向心项3)惯性项和哥氏项 4) 惯性项和重力项二、简答题1. 试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。2. 什么是广义坐标和广义力？函数求解机器人动力学问题的优点是什么？第四章 操作臂的雅可比一、简答题1.速度雅可比矩阵与力雅可比矩阵有什么关系？2. 逆速度雅可比 J-1出现奇异解的情况有哪些？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页3. 雅克比矩阵的力学意义是什么？二、推导题试利用虚功原理推导机器人关节力矢量 与相应的广义操作力矢量 F 之间的关系。三、计算题：1. 如下图的两自由度机械手，手部沿固定坐
5、标系在手上X0轴正向以 1.0m/s 的速度移动，杆长 l 1=l 2=0.5m。设在某时刻 1=30，2=- 60，求该时刻的关节速度。已知两自由度机械手速度雅可比矩阵为J，且。 2. 如下图两自由度机械手在如图位置时1= 0 , 2=/2 ，生成手爪力 FA= fx 0 T或 FB = 0 fy T。求对应的驱动力A和 B。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页 3. 如下所式， T坐标系经过一系列微分运动后，其改变量为dT。求微分变化量dx，dy，dz，x，y，z以及相对T 坐标系的微分算子。 第三章 操作臂运动
6、学一、名词解释题：1. 机器人运动学：2. 机器人动力学：3. 虚功原理：二、简答题1描述机器人连杆的参数有哪些？2. 机器人学主要包含哪些研究内容？3. 试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。三、选择题 4 选 11对于转动关节而言，关节变量是D-H参数中的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页1)关节角 2) 杆件长度 3) 横距 4) 扭转角2对于移动平动关节而言，关节变量是D-H参数中的1)关节角 2) 杆件长度 3) 横距 4) 扭转角3运动正问题是实现如下变换：1)从关节空间到操作空间的变换 2) 从操
7、作空间到迪卡尔空间的变换3)从迪卡尔空间到关节空间的变换 4) 从操作空间到关节空间的变换4运动逆问题是实现如下变换：1)从关节空间到操作空间的变换 2) 从操作空间到迪卡尔空间的变换3)从迪卡尔空间到关节空间的变换 4) 从操作空间到任务空间的变换四、计算题1. 如下图为具有三个旋转关节的3R机械手，求末端机械手在基坐标系x0,y0下的运动学方程。 2. . 如下图为平面内的两旋转关节机械手，已知机器人末端的坐标值x,y ，试求其关节旋转变量1 和 2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页 3. 写出 3R平面机械
8、手的各连杆参数和运动学方程末端相对于基件三臂长位1l、l2、l3 。4. 图所示为一个二自由度的机械手， 两连杆长度均为 1m ， 试建立各杆件坐标系，求出 A1， A2 的变换矩阵第二章 数学基础一、简答题：1.解释刚体的位姿。2.刚体姿态是怎样描述的？3. 齐次向量是怎样定义的？试举例说明之。4描述刚体姿态的绕X-Y-Z 轴转动的角度都称作为什么？二、推导题1. 推导旋转变换通式。三、计算分析题1. 有一个向量 P=3i+5j+2k, 按如下要求将其表示成矩阵形式：1比例因子为 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 1
9、1 页2将它表示为方向的单位向量2. 已知坐标系 B 的初始位姿与 A 重合，首先 B 相对于 A 的 ZA轴转 30，再沿A 的 XA轴移动 12 单位，并沿 A 的 YA轴移动 6 单位. 求位置矢量APB0和旋转矩阵 。设点 p 在B 坐标系中的位置为BP=3,7,0T ，求它在坐标系 A 中的位置AP. 在坐标系 上的点 P经历如下变换， 求出变换后该点相对于参考坐标系的坐标。(1) 绕 z 轴旋转 90 度；(2) 接着绕 y 轴旋转 90 度；(3) 接着再平移 4 ，-3，7 。4. 坐标系 F 沿参考坐标系的 x 轴移动 9 个单位，沿 z 轴移动 5 个单位。求新的坐标系位置
10、。 5. 坐标系 B绕 x 轴旋转 90，然后沿当前坐标系a轴做了 3 英寸的平移，然后在绕 z 轴旋转 90，最后沿当前坐标系o 轴做 5 英寸的平移。(a) 写出描述该运动的方程。(b) 求坐标系中的点 p1，5，4相对于参考坐标系的最终位置。6. 固连在坐标系 上的点 P经历如下变换，求出变换后该点相对于参考坐标系的坐标。(1) 绕 z 轴旋转 90 度；(2) 接着绕 y 轴旋转 90 度；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页(3) 接着再平移 4 ，-3，7 。7. 对于以下坐标系，求解所缺元素的值，并用矩
11、阵来表示这个坐标系。 8. 坐标系 B绕 x 轴旋转 90，然后沿当前坐标系a 轴做了 3 英寸的平移，然后在绕 z 轴旋转 90，最后沿当前坐标系o 轴做 5 英寸的平移。(a) 写出描述该运动的方程。(b) 求坐标系中的点 p1，5，4相对于参考坐标系的最终位置。9. 计算表示 的矩阵10. 计算如下变换矩阵的逆。 11. 一个具有六个自由度的机器人的第五个连杆上装有照相机，照相机观察物体并测定它相对于照相机坐标系的位置，然后根据以下数据来确定末端执行器要到达物体所必须完成的运动。 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 1
12、1 页 12. 已知转动变换矩阵试求：等效转轴与转角。13. 设工件相对于参考系 u 的描述为 ，机器人基座相对于参考系的描述为 ，已知： 求：工件相对于基座的描述PTB.14.求点P=(2，3，4)T绕x轴旋转45度后相对于参考坐标系的坐标。第一章 绪论一、名词解释1. 自由度：2. 机器人工作载荷：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页3. 示教再现式机器人：4. 工作空间：5. 承载能力：二、简单题1.按坐标分类机器人可分为哪几类？2.简述机器人的定义。3.机器人的主要技术参数有哪些？4.简述机器人的基本组成？5.机器人可看成是由一系列通过串联起开的开式链。6.试运用机器人常用关节运动功能符号绘制圆柱坐标机器人机构简图。7.计算 Stewart 平台的自由度。8.机器人常用的驱动方式有哪些？9.常用机器人结构形式有哪些？10机器人是如何分代的？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页