机器人学导论复习题及参考答案.doc
《机器人学导论复习题及参考答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机器人学导论复习题及参考答案.doc(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、西安高学考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题:1.自由度:2.机器人工作载荷:3.柔性手:4.制动器失效抱闸:5.机器人运动学:6.机器人动力学:7.虚功原理:8.PWM驱动:9.电机无自转:10.直流伺服电机的调节特性:11.直流伺服电机的调速精度:12.PID控制:13.压电元件:14.图像锐化:15.隶属函数:16.BP网络:17.脱机编程:18.AUV:二、简答题:1.机器人学主要包含哪些研究内容?2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些?3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义?4.机器人控制系统的基本单元有哪些?5.直流电机的额定值有哪些?6.常见的机器人外部传
2、感器有哪些?7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成?9.为什么要做图像的预处理?机器视觉常用的预处理步骤有哪些?10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。11.从描述操作命令的角度看,机器人编程语言可分为哪几类? 12.仿人机器人的关键技术有哪些?三、论述题:1.试论述机器人技术的发展趋势。2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。5.机器人单关节伺服控制中,位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的?6.试论述工业机器人的应用准则。四、计算题
3、:(需写出计算步骤,无计算步骤不能得分):1.已知点u的坐标为7,3,2T,对点u依次进行如下的变换:(1)绕z轴旋转90得到点v;(2)绕y轴旋转90得到点w;(3)沿x轴平移4个单位,再沿y轴平移-3个单位,最后沿z轴平移7个单位得到点t。求u, v, w, t各点的齐次坐标。2.如图所示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。3.如图所示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. 4.如图所示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。
4、求对应的驱动力 A和B 。5.如图所示的两自由度机械手,手部沿固定坐标系在手上X0轴正向以1.0m/s的速度移动,杆长l1=l2=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6.如图所示的三自由度机械手(两个旋转关节加一个平移关节,简称RPR机械手),求末端机械手的运动学方程。11参考答案一、名词解释题:1. 自由度:指描述物体运动所需要的独立坐标数。2. 机器人工作载荷:机器人在规定的性能范围内,机械接口处能承受的最大负载量(包括手部)。3. 柔性手:可对不同外形物体实施抓取,并使物体表面受力比较均匀的机器人手部结构。4. 制动器失效抱闸:
5、指要放松制动器就必须接通电源,否则,各关节不能产生相对运动。5. 机器人运动学:从几何学的观点来处理手指位置与关节变量的关系称为运动学。6. 机器人动力学:机器人各关节变量对时间的一阶导数、二阶导数与各执行器驱动力或力矩之间的关系,即机器人机械系统的运动方程。7. 虚功原理:约束力不作功的力学系统实现平衡的必要且充分条件是对结构上允许的任意位移(虚位移)施力所作功之和为零。8. PWM驱动:脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)驱动。9. 电机无自转:控制电压降到零时,伺服电动机能立即自行停转。10. 直流伺服电机的调节特性:是指转矩恒定时,电动机的转速随控制电压变化的关
6、系。11. 直流伺服电机的调速精度:指调速装置或系统的给定角速度与带额定负载时的实际角速度之差,与给定转速之比。12. PID控制:指按照偏差的比例(P, proportional)、积分(I, integral)、微分(D, derivative)进行控制。13. 压电元件:指某种物质上施加压力就会产生电信号,即产生压电现象的元件。14. 图像锐化:突出图像中的高频成分,使轮廓增强。15. 隶属函数:表示论域U中的元素u属于模糊子集A的程度,在0, 1闭区间内可连续取值。16. BP网络:BP (Back Propagation)神经网络是基于误差反向传播算法的人工神经网络。17. 脱机编程
7、:指用机器人程序语言预先进行程序设计,而不是用示教的方法编程。18. AUV:Autonomous Underwater Vehicle 无缆自治水下机器人,或自动海底车。二、简答题:1.答:机器人研究的基础内容有以下几方面:(1) 空间机构学;(2) 机器人运动学;(3) 机器人静力学;(4)机器人动力学;(5)机器人控制技术;(6)机器人传感器;(7)机器人语言。2.答:目前常用的有如下几种形式:(1)横梁式。机身设计成横梁式,用于悬挂手臂部件,具有占地面积小,能有效地利用空间,直观等优点。(2)立柱式。多采用回转型、俯仰型或屈伸型的运动型式,一般臂部都可在水平面内回转,具有占地面积小而工
8、作范围大的特点。(3)机座式。可以是独立的、自成系统的完整装置,可随意安放和搬动。也可以具有行走机构,如沿地面上的专用轨道移动,以扩大其活动范围。(4)屈伸式。臂部由大小臂组成,大小臂间有相对运动,称为屈伸臂,可以实现平面运动,也可以作空间运动。3.答:拉格朗日运动方程式一般表示为:式中,q是广义坐标;是广义力。L是拉格朗日算子,表示为这里,K是动能;P是位能。4.答:构成机器人控制系统的基本要素包括: (1) 电动机,提供驱动机器人运动的驱动力。(2) 减速器,为了增加驱动力矩、降低运动速度。(3) 驱动电路,由于直流伺服电动机或交流伺服电动机的流经电流较大,机器人常采用脉冲宽度调制(PWM
9、)方式进行驱动。(4) 运动特性检测传感器,用于检测机器人运动的位置、速度、加速度等参数。(5) 控制系统的硬件,以计算机为基础,采用协调级与执行级的二级结构。(6) 控制系统的软件,实现对机器人运动特性的计算、机器人的智能控制和机器人与人的信息交换等功能。5.答:直流电动机的额定值有以下几项:(1)额定功率,是指按照规定的工作方式运行时所能提供的输出功率。对电动机来说,额定功率是指轴上输出的机械功率,单位为kW。(2)额定电压,是电动机电枢绕组能够安全工作的最大外加电压或输出电压,单位为V。(3)额定电流,是指电动机按照规定的工作方式运行时,电枢绕组允许流过的最大电流,单位为A。(4)额定转
10、速,指电动机在额定电压、额定电流和输出额定功率的情况下运行时,电动机的旋转速度,单位为r/min。6.答:常见的外部传感器包括触觉传感器,分为接触觉传感器、压觉传感器、滑觉传感器和力觉传感器。距离传感器,包括超声波传感器,接近觉传感器,以及视觉传感器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器等。7.答:在脉冲回波式中,先将超声波用脉冲调制后发射,根据经被测物体反射回来的回波延迟时间t,计算出被测物体的距离R,假设空气中的声速为v,则被测物与传感器间的距离R为:如果空气温度为T(),则声速v可由下式求得:8.答:(1) 景物和距离传感器,常用的有摄像机、CCD图像传感器、超声波传感器和结构光设备等;(
11、2) 视频信号数字化设备,其任务是把摄像机或者CCD输出的信号转换成方便计算和分析的数字信号;(3) 视频信号处理器,视频信号实时、快速、并行算法的硬件实现设备:如DSP系统;(4) 计算机及其设备,根据系统的需要可以选用不同的计算机及其外设来满足机器人视觉信息处理及其机器人控制的需要;(5) 机器人或机械手及其控制器。9.答:预处理的主要目的是清楚原始图像中各种噪声等无用的信息,改进图像的质量,增强兴趣的有用信息的可检测性。从而使得后面的分割、特征抽取和识别处理得以简化,并提高其可靠性。机器视觉常用的预处理包括去噪、灰度变换和锐化等。10.答:模糊逻辑控制器由4个基本部分组成,即模糊化、知识
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机器人学 导论 复习题 参考答案
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【人****来】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【人****来】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。