开课啦！| “基于模型设计开发协作机器人方法与技术”培训

发布日期：2021-07-20 浏览次数：3319

想要快速掌握基于模型设计（MBD）的开发方式吗？想要快速学会协作机器人关键技术及高级控制算法吗？由深谷机器人学院主办的人工智能与机器人系列培训课程的第三期：基于模型设计开发协作机器人方法与技术，将于7月30日-8月1日为大家带来为期3天的系统学习课程。课程采用理论教学与实际操作相结合的模式，通过理论教学、问题互动和实际操作的方式，使学员快速掌握MBD工程方法、协作机器人关键技术和高级控制算法等核心内容。

课程及平台介绍

基于模型设计（Model-Based Design,简称MBD）是一种解决复杂控制、信号处理和算法设计验证等工程问题的数学和可视化方法，可广泛应用于如运动控制、工业设备、航空航天、汽车、机器人等不同工程领域的项目开发中。MBD工程方法是一种先进、流行的工程应用开发方法，正在被越来越多的产品开发者接受、喜爱和推广。

开发一个产品，如果用传统的开发方式需要经历项目设计、概念构架、立项、运维、验证等环节，过程繁琐、流程复杂，且时间、人力、物力成本都很高。

基于模型设计MIL、SIL、PIL、HIL测试流程

MBD基于模型的设计理念打破了原有的产品开发思路，将设计任务从实验室和现场转移到电脑桌面，从而改变工程师和科学家的工作方式。简单地说，可以使产品设计开发“只做一次，一次成功”，将开发时间减少50%以上。

课程内容

1.六轴机械臂和基于MBD的控制系统开发方法

1.1 六轴机械臂系统介绍（发展现状，运动学、标定、动力学控制、参数辨识、柔顺控制等）

1.2 基于模型设计MBD及其应用

1.3 MBD和cSPACE生成代码的机械臂控制开发流程

2. 六轴机械臂及其控制

2.1六轴臂本体、关节、伺服驱动和总线通讯

2.2六轴机械臂的控制器介绍

2.3基于Simulink和TI DSP的MBD电控系统设计

3. 运动学原理与仿真

3.1运动学基本知识，包括坐标变换、DH参数

3.2六轴协作机械臂的运动学正解原理与仿真

3.3六轴协作机械臂的运动学逆解原理与仿真

4. 机械臂Simscape建模、仿真和实时控制

4.1机械臂的Simscape建模

4.2 Simscape正逆解仿真和实时控制

5. 关节空间的轨迹规划算法设计和实时控制

5.1 关节空间的轨迹规划原理与仿真

5.2 关节空间的轨迹规划实时控制

6. 笛卡尔空间的轨迹规划算法设计和实时控制

6.1 笛卡尔空间的轨迹规划原理与仿真

6.2 笛卡尔空间的轨迹规划实时控制

7. 机械臂的动力学控制

7.1 六轴机械臂的重力、摩擦力补偿和零力拖动控制

7.2 基于零力拖动的拖动示教技术

7.3 带重力摩擦力补偿的单轴、两轴、六轴PID正弦跟踪

7.4 采用自适应算法的单轴、两轴轨迹跟踪控制

7.5 基于六轴机械臂动力学模型的六轴机械臂轨迹跟踪

7.6 基于六轴机械臂动力学模型的碰撞检测

7.7 六轴机械臂的动力学参数辨识

8. 七轴冗余机械臂运动学分析与轨迹规划

8.1 数值法求解七轴机械臂臂逆向运动学

8.2 七轴机械臂关节空间轨迹规划

8.3 七轴机械臂笛卡尔空间轨迹规划

9. 双臂机器人及其控制系统实验平台

9.1 双臂机器人本体、伺服驱动和总线通讯

9.2 双臂机器人的控制器介绍

10. 双臂机器人运动学原理

10.1 双臂机器人DH参数及坐标变换

10.2 双臂机器人运动学正解原理与仿真

10.3 双臂机器人运动学逆解原理与仿真

11. 双臂机器人碰撞检测及路径规划

11.1 基于包围盒算法的碰撞检测

11.2 路径规划基本原理

12. 总结

适合人群

机器人、控制工程、机械电子、智能制造等专业的全国高校教师、研究生

机器人相关企业技术负责人/工程师

科研院所的科研人员

课程特点

本课程主要介绍基于模型设计（MBD）开发方法进行协作机器人的开发，介绍如何把Soliworks三维模型导入进Simulink，设计Simulink运动控制算法进行软件仿真，通过自动代码生成进行快速控制原型开发，实现机械臂的运动学和动力学控制，并提炼出较通用的机器人等机电系统的控制器MBD设计方法，系统讲解如何自动代码生成进行实时控制，完整阐述建模、仿真和实时控制的对应关系。

同时，对于六轴机械臂，详细介绍了坐标变换、DH参数、正运动学、逆运动学、关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划、带摩擦力和重力补偿的动力学控制、基于零力拖动控制的拖动示教、 PID和自适应控制、基于模型设计（MBD）工程方法的六轴轨迹跟踪、六轴机械臂碰撞检测、动力学参数辨识及其软硬件实现。

对于七轴机械臂，介绍了通过数值法求解七轴臂逆向运动学，并进行关节空间轨迹规划和笛卡尔轨迹规划。

对于双臂机器人，介绍了双臂机器人的运动学仿真、碰撞检测和路径规划。

老师、学生和企业的产品开发工程师，通过本课程的学习，能掌握采用MBD这种世界先进的开发方法和MATLAB/Simulink工具进行电控系统设计。工业机器人被称为制造业的皇冠，掌握协作机器人的知识、控制系统的设计方法，非常有助于设计串联、并联的机械臂、康复医疗机器人等其它机电设备的电控系统。

本课程的独特之处在于多位资深科研人员和工程师参与讲课，提供更专业的课程、在线答疑，同时提供开源的实验平台，对于想深入研究的学员，可以到我司来做实验并沟通交流。

课程安排

本次课程为期3天，课程内容十分丰富，在短时间内让学员高效地掌握六轴协作机械臂、七轴协作机械臂、双臂工作站等平台的开发方法和相关知识。为了保证学员更好地了解协作机器人的相关技术应用，我们也会在课程开始前将部分理论学习资料提前发放给学习者。具体安排如下：

7月29号周四全天注册报到

7月30号周五

Day 1

上午：

开班典礼

基于模型设计开发及应用介绍

协作机械臂实验平台介绍

下午：

六轴臂运动学原理与仿真

六轴臂Simscape建模、仿真和实时控制

晚上：

学员动手操作，讲师全程答疑

7月31号周六

Day 2

上午：

应用案例介绍一

六轴臂关节空间的轨迹规划算法设计和实时控制

六轴臂笛卡尔空间的轨迹规划算法设计和实时控制

下午：

六轴臂动力学控制（动力学建模，零力拖动，轨迹跟踪）

六轴臂的高级动力学控制（碰撞检测，导纳控制，参数辨识）

学员动手搭建模型

晚上：

学员动手操作，讲师全程答疑

8月1号周日

Day 3

上午：

应用案例介绍二

双臂机器人控制系统实验平台及其运动学原理与仿真

双臂机器人碰撞检测及路径规划

下午：

七轴冗余机器人运动学分析与轨迹规划

互动交流，技术研讨

结业典礼，颁发证书

讲师介绍

甄圣超

佐治亚理工学院联合培养博士，合肥工业大学老师，研究生导师，中科深谷首席专家。参与973子项目一项，863项目二项，安徽省科技攻关一项，江苏省重点研发一项，陆航“十三五”项目一项。主持的项目包括合工大智能院机器人公共平台建设、国家基金、中国博士后面上一等资助、安徽省面上基金等以及机器人相关横向项目十余项。在机器人动力学控制、高级控制算法、基于模型设计（MBD）工程方法和开发平台等研究深入，发表三十余篇SCI论文，出版著作两部，授权发明专利十余项。