上海Ⅱ号机器人系统动力学建模及动态特性仿真

首次对由驱动系统、传动系统、控制系统和机械动力臂所组成的机器人系统进行了系统动力学建模。对机器人系统的动态特性进行了仿真、分析和评价。定性分析了传动系统的弹性对机器人系统的动态特性的影响。为提高机器人系统的动态特性提供了依据。以上海Ⅱ号工业机器人(SIR—Ⅱ)为研究对象,所有的计算、仿真均在APOLLO CAD工作站上用C语言实现。     

基于CAN总线的移动机器人控制系统设计

非结构化环境的移动机器人涉及多伺服电机驱动、多种传感器信息采集融合、通讯传输等问题,是一个非常复杂的系统.本文介绍一种基于CAN总线的、模块化结构的机器人控制系统,具有多种参数探测和感知功能,实现了机器人的半自主移动.采用的三段收放式机体结构及控制驱动系统,使得机器人具有较强的爬坡、越障等环境适应能力.     

基于图像的PUMA560机器人视觉伺服控制分析

为了较好地解决PUMA560机器人视觉伺服控制系统中的控制精度问题,提出一种基于图像的自适应视觉伺服控制策略.该控制策略以机器人运动学与动力方程、参数估计以及控制器的设计为基础.新型控制器能够在机器人运动的同时,在线估计雅可比矩阵和摄像机相对机器人末端的变换矩阵中的未知参数,并进行稳定性分析.仿真与试验结果表明,该新型控制器使系统具有较强的动态特性和稳态特性,可得到理想的控制效果.     

冗余驱动并联机器人多目标控制方法

冗余驱动并联机器人的关节自由度增加了运动的灵活性，但也增加了碰撞的风险.在多目标控制中，需要对其进行有效的避障控制，以保证机器人在执行任务时的安全性和稳定性.针对这一问题，提出冗余驱动并联机器人多目标控制方法设计.利用拉格朗日法对机器人运动特性展开分析，构建机器人运动方程；在径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络的基础上，采用自适应方法建立滑模控制器，并基于李亚普诺夫稳定性对滑模控制器展开修正，提高控制器的稳定性；应用连通性屏障控制和避障屏障控制策略，实现机器人的运动控制.实验结果表明，本文方法能够实现精准避障，且控制误差小、效率高、效果稳定.     

一种针对VFH系列算法阈值敏感问题的改进策略

针对VFH系列算法的阈值敏感问题,提出了一种新的自适应阈值改进策略.综合考虑移动机器人硬件特性、运动特性和目标点环境设置初始阈值、确定阈值范围.使用阈值评价函数,对可选范围内的每组阈值与可通行方向进行综合评价,使得机器人能够实时选取适合当前情况的阈值.最后在ROS上实现算法,并使用EAI移动机器人平台进行多次对比实验.实验结果证明,使用自适应阈值改进策略后,机器人能够避免局部死区,并在目标周围存在障碍物时,以较短的无碰撞平滑路径顺利到达目标位置.     

混合驱动连续型机器人设计

连续型机器人具有本质柔顺的本体结构,由此带来的环境适应性和安全性得到了人们的广泛关注.然而柔软的结构也可能导致机器人负载能力和定位精度的不足.针对这种情况提出了一种全新的混合驱动连续型机器人,能够平衡结构柔顺性、定位精度、刚度等性能.该机器人的驱动器在传统气动肌肉的基础上内置弹性杆,保持了系统的紧凑性.通过模式切换机构使驱动器能够在气压驱动与弹性杆驱动两种模式间切换以实现大范围运动和小范围精确定位,并在这个过程中拥有不同的刚度.当机器人进行大范围运动时,由气动肌肉提供主要的行程和输出力;当机器人到达指定工作位置附近时,由直线电机牵引弹性杆驱动机器人末端实现精确定位并提高机器人的刚度.基于力平衡的原理建立了混合驱动器的气压-长度模型,通过模型仿真与实验结果的对比,发现驱动器死区的存在并修正了该模型,验证了机器人驱动器抗迟滞的特性.通过不同姿态与驱动方式下对机器人施加外力的实验证明了机器人的变刚度特性.通过对机器人末端的定位实验验证了混合驱动连续型机器人的重复定位能力相较于单纯气压驱动方式有显著增加.结果表明,通过混合驱动的方式提供了一种具有变刚度效果并能有效增强柔性连续型机器人定位精度的方法.     

RoboCup擂台赛机器人控制系统设计

根据参赛情况,介绍了RoboCup机器人擂台赛比赛规则,提出了设计参赛机器人系统的比赛策略,设计了硬件、软件以及机器人的感知系统与控制决策系统等,探讨了机器人的自适应能力.自主设计实现了竞赛机器人的灵活配置和组装,为机器人的自行开发提供了方便.     

伺服驱动系统无模型自适应控制

高速高精的应用场合要求伺服驱动系统需要具备很好的动态响应性能和很强的鲁棒性来应对外界的干扰.但系统参数时变特性、不确定性以及非建模动态等因素导致伺服驱动系统的精确模型无法辨识得到.提出一种基于虚拟参考反馈校正的伺服驱动系统无模型自适应控制方法.该方法实时采集过程输入和输出数据,以当前系统运行状态的最新数据序列更新PI控制器参数,达到自适应控制的目的,保证系统的跟随性能.并且该方法结合稳定性约束条件以确保整定出来的伺服参数位于系统的稳定域内.仿真和实验结果表明,相比传统PI控制,提出的无模型自适应控制方法具有更好的动态响应性能、稳定性和鲁棒性.     

基于滑模控制分数阶统一混沌系统的函数投影同步

研究分数阶统一混沌系统的混沌特性.基于滑模控制理论设计了一种自适应函数投影同步的控制方案.选取合适的控制器以及自适应控制律,证明分数阶误差系统为渐近稳定的,驱动-响应系统最终实现自适应修正函数投影同步,且可以对驱动系统的不确定参数进行估计.最后利用Adams-Bashforth-Moultom算法进行数值仿真,仿真结果表明该方法是有效可行的.     

基于Adomian分解法的一类新分数阶超混沌系统的动力学分析及自适应控制

运用Adomian分解法对一类具有正弦非线性项的新超混沌系统进行分数阶分析，对该系统进行了稳定性分析，并利用相图、分岔图以及Lyapunov指数谱对系统参数变化时的动力学行为进行了分析.最后，设计了驱动系统的自适应同步控制器.仿真结果验证了该系统周期到混沌运动的丰富的动力学特性及驱动系统自适应同步控制的有效性.