一类带有监控器的自适应模糊神经网络机器人跟踪控制

提出一种自适应模糊神经网络(FNN)监督控制方案。该方案在FNN控制器的基础上串联一个监督控制器,实现对系统的跟踪控制。监督控制器在FNN控制器不能维持系统稳定时发挥作用,从而确保了闭环系统的全局稳定性,且使系统具有良好的跟踪性能。并把此方案应用在机器人跟踪控制上。仿真结果表明了该控制方案的可行性。     

机器人控制器片上系统开放性的聚类分析

借助微电子领域中的片上系统,搭建良好的应用开发平台,构造开放式模块化机器人控制器,并利用聚类特性中有代表意义的评价指标即内聚和耦合对所实现的机器人控制器的模块化设计以及开放式结构进行理论分析.同时选取在实现模块化机器人控制器的过程中各个片上系统元素的建立时间和延迟时间等具体参数进行分析和比较.实验表明:利用片上系统实现的控制器,结构良好,模块化程度高,同类模块间平均距离短,内聚强;不同模块间平均距离长,耦合松,体现了良好的开放性.     

基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计

为满足低成本、高性能的要求,提出在拟人机器人控制器的设计中引入基于ARM处理器和RTOS(Real-time OS)的嵌入式系统.使用ARM9处理器S3C2410和RT-Linux构建小型拟人机器人控制器的系统架构,以拟人机器人的行走控制为例,从硬件和软件上介绍了控制器的实现方法.硬件选用高集成度的嵌入式处理器并采用模块化设计;软件开发中使用Petri网建模并利用Linux良好的驱动程序框架,降低了开发难度,提高了系统的可扩展性.最后给出了在机器人避障中的应用,验证了控制器方案的可行性,为拟人机器人的进一步研究提供了平台.     

机器人网络遥操作仿真系统设计

建立了机器人的运动学模型，然后基于Delphi开发平台，应用OpenGL强大的图形功能，建立了主、从式机器人三维仿真模型：并在此基础上根据系统体系结构设计思想对机器人遥操作仿真系统进行设计，开发出一套基于网络的机器人遥操作仿真系统。并且对Delphi中网络控件TclientSockel和TserverSocket进行编程，实现了机器人控制命令和反馈数据在局域网上的实时双向传输，从而完成了主从式机器人的网络遥操作。仿真实验结果表明，该仿真系统是准确可行的。     

弧焊机器人焊缝跟踪模糊控制器

本文研究一种用于弧焊机器人焊缝跟踪的模糊控制器,介绍了该智能控制器的结构和原理,所设计的模糊控制器具有积分功能。在机器人关节位置控制中表现出良好的控制特性,实现焊炬对焊缝的精确跟踪与基于机器人动力学模型的传统ＰＩＤ控制器相比,ＦＬＣ明显地提高了控制性能,文中给出了计算机仿真和实际焊接实验结果。     

一种机器人动力学控制方案

在实现机器人手臂非线性解耦的基础上,提出一种动力学控制方案和改进方案,后者能自动适应对各种不同运动轨迹的跟踪.该方案针对Motoman-L10W焊接机器人进行了数字仿真试验,其结果显示了所设计的控制器具有良好的动态跟踪特性和鲁棒性.此外,还进一步探讨了实现控制算法的可能性.     

机电气一体化抓吸双功能实验装置

以MOTOMAN工业机器人为平台,设计了集机电气一体具有抓取和吸附双功能的机械手实验装置。详细介绍了其实验设计方案、气动系统设计及PLC控制系统的设计。实现了将分离的两种拾取功能机构有机地组合到一套装置中,即机械手的抓取和吸盘的吸附两种动作,充分发挥了机构的多重效能。该实验系统在高校气动控制技术、数控技术、机电一体化技术、可编程序控制器、机器人技术等多门课程中应用,取得了良好效果。     

基于MatlabRTW的机器人伺服系统设计方案

机器人伺服控制系统是非线性多变量的控制系统,这给系统的开发提出了更多、更复杂的问题,使得机器人控制系统的开发困难.文中提出一种基于MatlabRTW的机器人伺服系统设计方案.基于五自由度排爆机器人,在MatlabRTW环境下,设计出机器人控制系统框图,并通过xPC目标系统编译,生成可运行于X86的实时控制系统.该系统采用一组PID复合控制器,具有专家特性.运行结果表明,机器人能在较大载荷范围内平稳运动,系统具有很好的鲁棒性、实时性.该方案实现了机器人伺服系统设计的快速原型化.     

基于视觉传感器的移动焊接机器人测控系统

设计焊枪侧置的轮式移动焊接机器人并搭建基于虚拟仪器的移动焊接机器人测控系统.在分析移动焊接机器人特点的基础上,设计由PC,NI-PCI7344,NI-DAQ6015以及图像采集卡等组成的硬件系统结构,采用LabVIEW编程平台编制测控系统软件.设计自适应模糊控制器和高斯基模糊神经网络控制器对十字滑块和车轮进行协调控制.采用高斯函数作为模糊神经网络的隶属函数,利用BP算法实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改.实验结果表明:该测控系统运行稳定可靠,其跟踪精度可始终控制在-0.4～0.4n'mm以内,满足实际焊接工程的需要.     

小摆角两轮机器人动力学建模及控制器设计

针对现有两轮机器人转弯速度较低问题,提出一种可轴向摆动的新型两轮机器人设计方法. 该方法使用连杆控制机构摆动来调整机构的重心分布,实现机器人在小转弯半径条件下稳定运动的目的. 基于拉格朗日方程方法,对机器人的小摆角自由度进行了动力学建模与分析,得到了系统动力学模型,并在此基础上设计了一种状态反馈控制器. 运用Matlab/Simulink进行控制器系统仿真,验证了控制器在机器人稳定控制方面的有效性. 结果表明,该两轮机器人机构设计思路及运动控制手段可有效提高系统运动稳定性.      

基于滑模控制器的电弧传感焊接机器人轨迹跟踪控制研究

针对电弧传感焊接机器人系统的非完整约束性,建立了机器人运动学模型,通过讨论两后轮为控制输入的电弧传感焊接机器人轨迹跟踪问题,设计了一种滑模控制器,且应用Lyapunov稳定性理论保证了跟踪误差渐近收敛到零.经直线和圆弧2种轨迹跟踪的实验仿真结果,验证了所设计控制器的有效性和正确性.     

基于机器人操作系统的移动机器人激光导航系统

为了验证激光导航的先进性及机器人操作系统(robot operating system,ROS)的便捷性,进一步对机器人导航机理进行研究,提出了改进粒子滤波算法及改进A*路径规划,分别应用于地图构建和路径规划,并搭建了基于ROS平台的移动机器人导航试验平台,该平台具有低成本、高性能的特点。试验平台由上位机和移动机器人组成,上位机实现对机器人的控制,移动机器人配置有工控机和激光传感器,机器人通过激光传感器采集环境信息,为实现即时定位及地图构建功能提供数据支撑。研究并构建基于ROS的地图构建和自主导航功能包并通过实际环境进行试验验证。试验结果表明:构建功能包可用于机器人的激光导航中,该激光导航系统的可行且具有一定的稳定性与可靠性。     

机器人点焊技术

对点焊机器人的总体结构、焊接电源、焊钳和焊接控制器的现状和发展作了较详细的分析与探讨。介绍了汽车制造厂点焊用新型机器人技术。     

基于动态链表的混联机器人焊接编程优化

传统示教焊接编程方法具有容易导致频繁编程、示教精度取决于示教者经验、模块顺序执行特征与数据量不确定,机器人无法识别语言指令的弊端。为此,提出一种新的基于动态链表的混联机器人焊接编程优化方法。采用离线焊接编程方式。在起止点关节速度为零的情况下,利用混联机器人逆运动学原理把初始点与终止点位姿转换成对应关节角度值,通过设定各关节变量的角度运动,实现焊接路线规划。在起止点关节速度非零的情况下,将所有路径点看作初始点与终止点,按照预期焊接任务拟合三次多项式差值函数,获取规划线路。通过遗传方法对焊接线路进行优化,保证焊接精度。利用三点标定法对混联机器人坐标进行标定。针对存在顺序同时数量未知的编程执行结果,通过动态链表进行数据保存与语言指令转换,实现对传统方法的优化。实际应用结果表明,所提方法能够有效控制实际工件焊接,焊缝质量高,较为均匀,且偏差小。     

弧焊机器人工作单元Internet远程控制系统

采用IGRIP（Interactive Graphics Robot Instruction Program）建立了弧焊机器人工作单元空间场景模型,基于Internet实现了机器人的远程运动仿真．在仿真的基础上,采用CORBA-CGI（Common Obiect Request Broker Architecture-Common Gateway Interface）方式实现了弧焊机器人的Internet远程控制．同时,通过现场摄像机,机器人的运动视频可以反馈回操作者的Web页面,这样操作者就可以远程监控机器人的运动．控制实验表明,该机器人远程运动控制方案是可行、有效的．     

数控焊接变位机指令系统的设计与实现

针对自行设计的弧焊机器人用数控焊接变位机设计了一套指令系统 ,利用该系统可以编程控制数控焊接变位机的运动 ,与弧焊机器人配合后可实现对各种工件的柔性焊接生产 ,实验表明效果良好 .     

J形坡口焊接机器人运动控制系统设计

核电压力容器的焊接制造中,半球形封头与圆管相贯形成空间曲线J形坡口焊缝,通用焊接机器人难以满足焊接要求.针对研发的悬挂式J形坡口专用焊接机器人,设计开发了机器人运动控制系统.介绍了机器人机械结构特点及运动控制算法.机器人控制系统核心采用工业控制计算机(IPC)与DMC数字运动控制器,交流伺服电机为执行端,利用三级控制结构实现作业管理,组织各轴协同运动完成焊接作业.进行了空间曲线J形坡口焊缝焊接实验.实验结果表明,设计开发的运动控制系统能够很好地控制机器人各轴协同运动,满足空间曲线J形坡口焊缝的焊接需求,可以提高核电压力容器焊接制造的自动化水平.     

专用焊接打磨机器人焊补自动对正系统的研究

针对水轮机修复专用焊接机器人,利用模糊集合理论及建立在该理论基础上的模糊控制技术,实现了机器人对待焊凹穴的自动对正.详细介绍了焊补自动对正系统即机器人前3个关节模糊控制器的设计、模糊变量的选择、精确量的模糊化和模糊决策过程.其控制方法简单可行,易于实现.     

基于Solid Works的海洋平台导管架弧焊机器人离线编程系统

针对将弧焊机器人应用于海洋平台导管架焊接作业现场的部分问题进行了仿真分析.采用Solid Works API环境下编制的焊缝特征坐标系规划软件,对平台焊接中经常出现的T、K相贯线的类马鞍型焊缝曲线进行焊枪路径提取和姿态规划,调用逆运动学运算模块计算各轴转角.最后,在Solid Works环境下进行焊接过程仿真.