基于双目云台相机的目标跟踪系统建模与仿真

对双目云台相机目标跟踪系统的各个环节建立数学模型。采用扩展Kalman滤波(Extended Kalman Filter,EKF)作为定位跟踪算法,利用双目云台相机在水平方向、垂直方向转动角及其相对位置估计出目标实时位置;针对云台相机建模过程中相机外部参数随云台旋转发生变化的问题,提出一种云台相机实时标定方法;利用云台相机模型将目标估计位置投影到相机图像平面,提取出目标的图像特征作为视觉伺服系统的反馈信息控制云台旋转跟踪目标轨迹。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型,仿真结果证实了方案的可行性和有效性,为视觉伺服控制器进一步设计提供了仿真平台。     

基于Internet机器人视觉伺服系统仿真实现

为利用视觉伺服技术实现机器人的网络遥操作,基于所给出的仿真模型,在Robotics Toolbox for Matlab工具箱的基础上,通过Matlab数据引擎技术,实现了基于Internet机器人视觉伺服系统的仿真。为增强系统的实时性,仿真中采用了数据的同步收发和时延缓冲策略。通过给出图像特征点的方式,操作者能够利用Internet实现对虚拟的Puma560机器人进行实时遥操作。     

基于Simulink的车载"动中通"伺服系统的仿真研究

在分析“动中通”伺服系统关键技术即天线稳定与波束跟踪的基础上,引入了实际行车时可能会遇到的阴影问题。给出了一种把天线稳定和波束跟踪相结合的方法,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,进行了“动中通”伺服系统的仿真研究,并给出了仿真结果。仿真结果表明该方法不仅具有有效性,而且对于误差的修正时间也比较短,还能克服阴影带来的问题,对“动中通”伺服系统的研究设计具有实际意义。     

基于MATLAB/Simulink机器人鲁棒自适应控制系统仿真研究

介绍了一种在MATLAB/Simulink环境下进行机器人鲁棒自适应控制系统仿真的方法,利用Matlab软件强大的数值运算功能,将系统模型用Matlab语言编写成M-Function(或S-Function)文件,通过User-Defined-Function模块嵌入到Simulink仿真环境中,可以充分发挥Simulink模块实时的动态仿真功能,简化仿真模型的设计,修改和调整。基于M-Function建立机器人系统模型的方法可以推广到其他复杂控制系统的建模,SimMechanics在建立多自由度连杆机器人受控对象仿真模型时,简单可靠。     

永磁同步电机位置跟踪控制器及Backstepping方法建模

针对永磁同步电机(PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性，基于backstepping方法设计了高性能的位置跟踪控制器，并建立了采用该控制器的PMSM伺服系统仿真模型。仿真结果表明，用backstepping方法设计的PMSM控制系统可以获得很好的跟踪效果，并且其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零，具有很好的位置伺服控制特性。     

Simulink(S-function)在复杂控制系统仿真中的应用

S-function是systemfunction的简称,其功能是通过Matlab或c语言程序,设计出可实现所需功能的功能模块,将其与Simulink有机地结合,可充分发挥Simulink的优势,扩充Simulink的仿真功能,不但仿真模型简单,而且大大降底了编程的难度,特别适合于复杂控制系统的仿真.文中通过对二自由度机器人的轨迹跟踪这个控制对象,编写了S-FUNCTION程序,来说明该程序的实际应用并证明此方案的实用性.     

混合动力汽车性能仿真研究

为预测和分析混合动力汽车的性能，以某型混合动力轿车为研究对象，以现有的研究成果为基础，基于系统的构成和工作原理，应用系统仿真软件Matlab／Simulink，开发完成了该型混合动力轿车的性能仿真模型。仿真分析了其速度特性、电池的荷电状态(SOC)、燃油经济性和排放性能。结果表明，所开发的仿真模型能够很好跟踪循环工况，从而验证了仿真模型的正确性和有效性，也为进一步研究整车控制策略和控制方式，完成性能的优化匹配和协调控制，提高整车性能奠定了一定的基础。     

基于SIMULINK和VR技术的三维监视软件开发

在某武器系统演示试验中,需要对靶目标的运动进行实时跟踪,并方便直观地查看其飞行姿态和飞行轨迹.根据任务需求,给出了一种基于Matlab(Simulink)和VR技术的三维动态监视软件的实现方法.软件采用VB与Matlab混合编程,使用Simulink模型接收VB传送的数据并即时更新虚拟世界场景,充分利用虚拟现实技术的真实直观、视点可变、与现实同步等优点,很好地完成了动态监视任务.重点介绍了程序接口技术和Simulink模型控制技术,这种方法也能够方便地应用于其他类似的监视任务中.     

基于SimHydraulics的电液伺服系统实物仿真

针对一个采用阀控对称缸的电液伺服系统进行了SimHydraulics实物仿真,根据仿真结果辨识出系统的教学模型,通过与机理建模和Simulink模型仿真的结果相对比进行了验证.总结了综合应用SimHydraulics与Simulink的新仿真方法,该方法使得电液伺服系统的设计和控制方案的选择可以同步进行,提高了系统设计的效率和准确性.     

AUV发动机的ADAMS/MATLAB联合仿真研究

通过对自主式水下航行器(AUV)双曲面凸轮式活塞发动机的剖析,基于ADAMS和UG得到发动机虚拟样机模型,基于MATLAB及Simulink工具箱建立了发动机的控制模型,基于ADAMS/Control模块与Matlab/Simulink接口得到联合仿真模型,使用发动机实车相关数据验证了模型的准确性.通过联合仿真得到发动机关键部件的运动曲线、受力情况和关键部件之间的间隙对运动与受力的影响,并指出了间隙上限.仿真结果表明该方法可行、有效、实用,为水下航行器发动机的设计和优化提供了理论依据和一种现代化方法.     

在线估计雅可比矩阵的视觉伺服控制算法

机器人视觉伺服系统是机器人研究领域的一个重要研究方向。以图像为基础的视觉伺服机器人模型中,有许多的不确定性,如机器人动力学模型,运动学模型,摄像机系统以及雅可比矩阵等。多数的视觉伺服系统往往只考虑某一、两个部分,而其它的不确定性依然影响定位目标的精度。在使用了神经网络的控制器中加入卡尔曼滤波,在摄像机与机器人坐标系无标定的情况下,对雅可比矩阵进行实时在线估计,从而提高了视觉伺服系统的精确性。仿真验证了本算法的可行性和有效性。

Abstract：

Robotic visual servo system is an important subject in the field of robots.Image-based visual servo model has a lot of uncertainties,for example,robot dynamics model,robot kinematics model,camera system and Jacobian matrix and so on.Most of visual servo methods always considered one or two aspects,but other uncertainties still affected the accuracy of tracking the target for the robot.Based on the traditional controller with neural network,a new control algorithm was provided in the uncalibrated camera and coordination systems with the Kalman filter that estimated Jacobian matrix on-line,thereby improving the accuracy of the system.Simulation result shows the feasibility and effectiveness of the algorithm.     

特征点法SLAM视觉里程计自适应优化算法

为减少动态环境对移动机器人同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)的影响,提出了一种特征点法视觉里程计自适应优化算法.该算法有助于改善光照条件变化情况下图像特征的不变性,有效提取纹理信息不充分区域的特征用于图像匹配.采用降采样法建立图像金字塔,将每个缩放...     

层叠CMAC补偿的并联机器人变结构控制研究

针对复杂机器人系统的不确定性,提出一种层叠小脑模型关节控制器(CMAC)神经网络同滑模变结构控制相结合的控制策略。首先利用改进CMAC学习机器人系统的不确定信息,并作为前馈补偿来确保跟踪误差的快速收敛,再通过滑模变结构控制器消除CMAC网络的逼近误差和不可重复随机干扰的影响。采用Lyapunov直接法进行控制律选取,分析表明系统可实现全局渐近稳定。在6-6并联机器人的轨线跟踪仿真试验中显示了良好的鲁棒性和精确性.     

机器人轨迹跟踪连续预测控制

针对能够描述机械手动态特性的一类特殊仿射非线性系统 ,提出了一种非线性连续预测控制器。其预测模型通过对系统状态泰勒级数展开并做适当的截尾处理获得。此外 ,证明了非线性连续预测控制器的渐近跟踪特性 ,并给出了一种改进的预测控制方案。将非线性连续预测控制器应用于二自由度机械手轨迹跟踪控制。仿真结果证明了该控制器的有效性     

具有一种新的图像雅可比矩阵估计方法的无定标视觉伺服

对于基于图像的具有手眼或固定摄像机模式的视觉伺服,考虑机器人的运动学及动力学特性,在摄像机的内外参数未知的情况下,提出了一种直接自适应控制方案实现位置控制或轨迹跟踪;利用矩阵变换的方法使得图像雅可比矩阵的组成元素线性地出现在闭环动力学方程中,从而设计了一种新的自适应估计方法在线估计图像雅可比矩阵;利用李亚普诺夫的方法证明了图像误差的渐近收敛性。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种移动机器人自适应轨迹跟踪控制算法研究

针对轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,提出了一种基于运动学模型的自适应轨迹跟踪控制算法。在分析经典轨迹跟踪控制律缺点的基础上,算法中引入了机器人位姿误差的纵坐标误差以加速机器人的轨迹逼近速度,并采用人工场和位姿误差协同作用来共同完成机器人的导向控制。该控制律结构简单,鲁棒性强。仿真实验表明该方法使移动机器人具有更理想的逼近轨迹。     

多径干扰下扩频导航信号伪码跟踪性能仿真研究

分析了多径环境下扩频导航接收机伪码信号跟踪性能.主要分析了时延绝对值小于一个码片的多径信号对导航信号伪码相位跟踪误差的影响,给出了接收机伪码跟踪环的结构框图,并建立了环路的数学模型,在考虑多径信号的基础上分析了混合信号相位跟踪的数学模型,分析了混合信号下伪码跟踪环相位跟踪的性能.在数学模型分析的基础上对存在单路多径信号时伪码相位跟踪性能进行了计算机仿真,并运用Matlab中的Simulink进行了具体的实现.     

微型足球机器人伺服控制实时仿真系统研究

基于dSPACE实时仿真技术,应用MATLAB/Simulink的系统建模方法和dSPACE系统的软硬件环境,设计开发了微型足球机器人伺服控制实时仿真系统。将实际受控对象-足球机器人放置在仿真系统回路中进行仿真研究,实时监控系统运行,在线对控制参数进行调整,并对系统的动态性能进行测试,利用测得的实验数据对机器人小车模型进行了辨识,取得了较好的控制效果。仿真结果表明,该系统是一个很好的实验研究平台。     

改进的机器人神经网络变结构混合控制

针对不确定性机器人的轨迹跟踪控制问题,提出了一种神经网络前馈补偿加变结构的混合控制器。通过引入广义误差的立方项补偿以提高系统的动态性能,不但保证了全局的渐近稳定,而且加快了误差的收敛速度。对闭环系统稳定性进行了证明。以二自由度刚性机器人为例进行了仿真研究,结果证明了该方案的有效性。