机械臂在现今的工业领域中应用越来越广泛,其中机械臂动力学参数辨识和最优轨迹规划仍是研究的热点话题。本文主要以实验室搭建的六自由度仿人机械臂为研究对象,对其运动学、动力学、动力学参数的辨识、最优轨迹规划等方面进行研究。首先,搭建了机械臂平台并建立机械臂的仿真模型,然后采用D-H法对其运动学进行分析,建立相应的坐标系并计算各关节之间的变换矩阵得到正运动学模型。通过数值计算来研究逆运动学,较准确的计算出每个关节的角度。在MATLAB中进行实验仿真,验证了其正确性。动力学模型则采用牛顿-欧拉迭代方式求解,为了后续参数辨识工作,将其转化为线性形式,然后求得对应的观测矩阵和最小惯性参数集。其次,设计了一个采用整体辨识方法的离线辨识动力学参数实验。根据机械臂物理特性如速度、加速度,采用傅里叶级数设计出一条轨迹作为激励轨迹,该轨迹能够有效的激发本机械臂各动力学参数的特性。然后让机械臂按照该轨迹运行并对各关节的位置、速度、力矩进行采集。基于卡尔曼滤波过滤后的相关数据,采用改进的迭代重加权最小二乘法进行参数辨识,并实验验证了参数的准确性。最后,基于辨识后的动力学模型,研究了具有动力学约束下的时间最优轨迹规划。为了解决动力学约束下一般时间最优问题的局部最优和全局最优问题,将其转化为凸优化控制模型,并添加了本机械臂的物理约束条件和动力学约束。在时间最优目标下,考虑了力矩变化率的影响因素,使机械臂可以更加方便的执行。通过实验,验证了该算法的可行性。