传统机器人具有效率高、精度高、速度快等优点,广泛应用于多个领域。但其存在以下不足:体积大、负载自重比小、柔顺性及人机交互安全性较差,使得机器人在服务、医疗等行业的应用中有所限制。索驱动机器人具备结构简单、柔顺性好等优点,不仅弥补了传统机器人在这些方面的不足,更适用于人机安全、环境友好等要求较高的领域。本文根据索驱动机器人的优点,通过对索驱动机器人的国内外发展状况以及机器人控制策略的研究,提出一种索驱动多杆串联机器人系统总体设计方案,进行仿真分析与两种索驱动串联机器人模型的实验验证。主要研究工作如下:提出索驱动多杆串联机器人系统总体设计方案。通过SolidWorks建立三维模型,确定系统的控制模式,并根据运动控制卡的速度控制功能对运动轨迹进行规划。采用D-H法和Newton-Raphson迭代法建立索驱动多杆串联机器人的运动学正逆解模型,通过MATLAB编程验证运动学正逆解的正确性。利用拉格朗日方程建立其动力学模型,并转化为通用形式。完成索驱动多杆串联机器人的迭代学习控制轨迹跟踪仿真试验。介绍迭代学习控制的基本概念,并基于迭代学习控制算法,针对索驱动多杆串联机器人模型提出不同的运动控制策略。分别采用了开环、闭环PD型迭代学习控制,设置合适的控制参数进行轨迹跟踪仿真。将多组仿真数据进行对比可以得出,闭环PD型迭代学习控制算法可以实现对期望轨迹的完全跟踪,控制精度较高。根据索驱动多杆串联机器人系统设计完成系统实验平台的搭建。采用C#语言编写人机交互界面,采用点位控制,通过绳索长度变化计算对应脉冲值并由上位机将指令发送至运动控制卡,实现不同轨迹的运动。通过目标运动跟踪装置采集索驱动多杆串联机器人运动的相关信息,使用Cortex视频分析软件处理运动视频,通过MATLAB软件处理运动数据并与理论值对比分析和相互验证,证明理论分析的合理性以及索驱动多杆串联机器人系统设计的可行性。采用离线控制模式,将迭代学习控制应用于索驱动多杆串联机器人实验系统。将采集到的轨迹导入仿真模型,进行多周期的迭代学习计算,并将计算出的轨迹转换成绳索长度变化曲线输入实验系统。重复实验并对比每组实验的轨迹跟踪曲线,证明迭代学习控制在索驱动多杆串联机器人系统轨迹跟踪实验中的合理性与可行性。