柔性臂关节位置滑模变结构控制研究

研究了一种分级式柔性机械臂关节位置滑模变结构控制方案，首先推导了下位机关节位置伺服控制系统的数学模型，然后推导了在上位机上实现的滑模变结构控制率，并进行了实验研究。试验结果表明，该控制方案的弹性变形较少，有利于降低末端位置弹性振动。     

水下机器人的垂直平面导航控制器设计

用变结构控制理论，根据视线制导规律，推导了水下机器人在垂直平面内的变结构导航控制器．它有效地排除了非线性干扰，仿真结果令人满意     

并联机器人轨迹跟踪积分变结构控制的研究

根据并联机器人控制的特点，将积分变结构控制理论应用于半联机器人的轨迹跟踪，同时引入了趋近律。给出了积分变结构控制规律。仿真表明，该方法对并联机器人轨迹跟踪具有很好的控制效果。     

基于遗传算法的机器人模糊控制器设计

提出了一种机器人轨迹跟踪的模糊逻辑与变结构控制相结合的控制器设计方案，采用变结构控制量作为监督控制，首先保证机器人系统状态有界，应用模糊逻辑系统逼近过程的不确定部分，利用改进的遗传算法对模糊逻辑系统的参数进行在线调节，使得系统输出能够跟踪指定轨迹，该控制方案能够消除变结构控制所固有的抖振性，计算机仿真结果表明该控制方案具有良好的跟踪性能。     

移动焊接机器人轨迹跟踪控制机制及实验

摘要： 针对目前移动焊接机器人进行滑模变结构控制的动力学研究较少,且滑模变结构控制中产生的高频振荡及其对移动焊接机器人的焊缝跟踪精度影响较大的问题,搭建了移动焊接机器人平台,建立了移动焊接机器人的运动学和动力学模型,并提出了一种能够实现移动焊接机器人高精度焊缝跟踪的新型控制算法.基于移动焊接机器人的动力学模型,采用滑模变结构控制理论对移动焊接机器人进行鲁棒性控制,并采用光滑的连续函数代替滑模变结构控制中的符号,以消除高频振荡的影响.结果表明了所提出方法的可行性和有效性.在焊缝跟踪过程中,移动焊接机器人运行平稳,得到了较高的跟踪精度.     

基于H∞跟踪的不确定机器人模糊神经网络变结构控制

针对不确定机器人的跟踪控制，提出了一种基于H∞跟踪的模糊神经网络变结构控制方案。该方案利用模糊神经网络的学习和函数逼近能力，补偿机器人系统的内部不确定性和外干扰，H∞跟踪设计与变结构控制的结合削弱了控制输入的抖振，提高了机器人的鲁棒性，保证了整个系统的快速跟踪性能，仿真实例证实了该控制方案的有效性。     

6-DOF并联机器人分散变结构控制研究

针对6-DOF并联机器人的非线性和强耦合特性，首先将机器人模型化为正则型，然后对每个子系统设计了变结构控制器，即构成分散变结构控制系统。该控制器实现了对系统的镇定和解耦。仿真结果证明了控制器的有效性。     

漂浮基双臂空间机器人关节运动的模糊变结构滑模控制

讨论了载体姿态、位置均不受控制的双臂空间机器人系统的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了双臂空间机器人系统的非线性动力学模型.以此为基础,对双臂空间机器人关节运动的控制问题作了研究.考虑到空间机器人系统结构的复杂性及其某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的滑模变结构控制理论,设计了双臂空间机器人关节运动的滑模变结构控制方案;为了克服滑模变结构控制器抖振的缺点,附加设计了一个模糊控制器,以便根据系统的输出来动态调节滑模变结构控制器等速趋近率的系数,从而既确保了系统的快速响应而又消除了原有的抖振.系统数值仿真证明了该控制方案良好的控制效果.     

面向软体机器人的新型变刚度技术研究进展

 软体机器人具有多样的运动自由度和良好的环境适应性，而低刚度限制了其实际操作的承载能力。因此，发展面向软体机器人的变刚度技术是当前研究的前沿热点问题。综述了近5年新型变刚度技术进展，分析了其工作原理（静电吸附原理、层干扰原理、自锁折纸机理、电/磁流变原理和最小势能原理）、变刚度性能及实际应用。讨论了当前变刚度技术的挑战和未来的发展方向，并探讨了新一代变刚度技术的潜在研究价值。     

机器人操作机的扭振分析

根据YG—1机器人的研制实践.给出了一种用于腰部有谐波传动的操作机变惯量扭振分析模型,建立了仿真程序,并对YG—1类型的机器人操作机进行了分析研究,提出了该类型操作机设计和结构改进的有关意见。     

Acrobot系统基于滑模的离散时间变结构控制

研究了将离散时间变结构控制应用于Acrobot系统的平衡控制器设计的问题.首先给出了Acrobot在垂直向上平衡点处的离散化数学模型.分析了离散指数趋近律存在抖振的机理,针对其不足给出了一种改进的趋近律,并将其应用于Acrobot系统的控制中,设计了离散时间变结构平衡控制器.仿真结果表明,改进的趋近律可有效地减小系统的抖振,并保证系统渐近稳定,实现了Acrobot系统基于滑模的离散时间变结构控制.     

一类欠驱动机械系统基于滑模的变结构控制

针对体操机器人这种欠驱动机械系统设计了滑模变结构控制律,变结构控制中采用了一种改进的指数趋近律·仿真结果表明对线性化模型所设计的变结构控制器应用在非线性系统中,仍能使机器人系统实现稳定·与极点配置方法相比较,采用滑模变结构控制方法设计的平衡控制器可使机器人系统具有更大的稳定范围(吸引域)和更强的鲁棒性·改进的指数趋近律可有效地降低变结构控制中所产生的抖动,并使系统迅速达到平衡稳定状态·     

机器人系统中环境动力学模型及其参数辨识

根据机器人系统中环境的本质特征，本文提出了环境动力学既有刚体运动力学特性，又有表面开变动力学特性的观点；由此建立了新的环境动力学模型，给出了该动力学模型参数辨识的遗传算法模型，理论分析和实验研究表是该模型及其参数辨识方法是实用的，可行的。     

负载双臂机器人控制系统的变结构控制

研究了负载双臂机器人的变结构控制问题，证明了等效控制法对于研究无限维变结构系统的有效性，得到了滑动方程式     

近水面作业的机器人综合减摇研究

近水面作业的机器人会受到波浪干扰力的影响,很难保持稳定的姿态。根据机器人近水面作业时所受到的波浪干扰力的计算方法和机器人六自由度模型的状态空间表达式,计算出适用于变结构控制器的状态空间方程。在此基础上进行了积分变结构控制器的设计过程,然后借助Matlab软件,对机器人的横摇、纵摇运动中带有PID控制器和带有变结构控制器两种情况分别进行仿真,经过对比分析,变结构控制器较好的控制了机器人的姿态。     

一种新型变几何桁架机器人机构位置分析

提出一种由三个四面体和一个八面体并联组成的新型变几何桁架机器人的机构，并对其进行了结构和位置分析，推导出直接位置和间接位置的显式解析解，为该机构的运动学和动力学分析打下了基础．结果表明，这种机构在位置分析中具有计算简单、计算精度高的特点，可以满足机器人机构实时控制的需要．     

一类非完整系统的变结构控制运动规划

本文研究了一类带有非完整约束的非线性受限系统的运动规划问题。首先讨论了非完整系统的分类及可控性条件,并给出一类非完整系统运动可规划条件,进而采用模型到达系统的变结构控制方法实现了该类非完整系统的运动规划。     

自由漂浮双臂空间机器人关节空间轨迹跟踪的变结构滑模控制

利用多刚体系统动力学的方法对载体位置、姿态均不受控制的浮动基双臂空间机器人系统的运动学、动力学作了分析,并结合系统的动量守恒及动量矩守恒关系建立了系统的动力学方程.以此为基础,对双臂空间机器人关节追踪关节空间期望轨迹的控制问题作了研究.考虑到双臂空间机器人系统的结构复杂性及某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的变结构滑模控制理论,设计了轨迹跟踪控制的变结构滑模控制方案.此控制方案的优点在于:在操作过程中不需要对双臂空间机器人载体的位置、姿态进行主动控制,因此将大大减少位置、姿态控制装置的燃料消耗.通过对该机器人系统的仿真计算,证实了文中提出的变结构滑模控制方案的有效性.     

双连杆柔性机械臂的变结构轨迹控制

针对双连杆具有柔性前臂的机器人建立了非线性动力学模型，柔性臂所在的动坐标系采用相对坐标系，即悬臂梁坐标系，使得关节的实际转动角度与动坐标系的转动角一致，利于控制方案的实施。基于输入输出线性化，提出了一种关节轨迹变结构跟踪控制方案，该方案考虑了柔性臂弹性变形的稳定性和对参数的变化的鲁棒性。     

集成化接近觉传感器研究

根据声波反射和电场感应的原理设计了集超声测距和电容式接近觉检测及多传感器信息融合为一体的集成化接近觉传感器。提出了变阈值超声回波时间测量方法和利用电容阵列检测机器人末端执行器与被测物体接近度的方法，给出了传感器信息融合的结构。