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在工业机器人的研究和设计过程中，运动学系统的关键技术，如运动学方程的正解、运动学方程的反解、运动轨迹规划中的空间插值算法，在国内外一直处于研讨之中。本文对工业机器人的运动控制系统关键技术作了较深入的分析与研究，提出新的算法来提高运动控制的性能，并通过软件实现对工业机器人运动学系统的三维图形仿真。 本文在机器人学的理论基础上，将机器人模型建立在D-H坐标系下，根据变换方程推导出一组简单实用的方程来实现运动学方程的正解。提出迭代法来实现运动学方程的反解，提高了计算的速度，而且可以达到要求的计算精度。 在机器人运动空间的插值算法和计算机辅助几何设计理论的基础上，分析了两种直接插值算法：B样条和NURBS曲线插值算法，提出一种三次B样条插值算法来实现工业机器人运动路径规划，提高了插值的精度和计算速度。 本文利用运动学方程的求解与空间插值算法，使用Matlab编程实现对工业机器人的三维图形仿真，提高了系统的易开发性和实用性。