分布式机器人控制器体系结构的研究

本文提出了一种分布式机器人控制器的体系结构,采用以太网作为系统总线,统一的通信协议实现了从Internet 到设备底层的无缝连接.控制器采用面向对象技术以及模块化的设计方法,并对软件组件进行CORBA规范封装.所设计的机器人控制器不仅可以实现本地的示教再现和离线编程操作,还可以通过网络实现对机器人的远程控制.     

基于PC工控机及Windows95的机器人通用控制器的研究

机器人控制器是机器人的重要组成部分，本文介绍了一些工业机器人控制器的硬件和软件平台。论述了以ＰＣ工控机和Ｗｉｎｄｏｗｓ９５作为机器人控制器平台的可行性，并详细介绍了以ＰＣ工控机和Ｗｉｎｄｏｗｓ９５作为机器人控制器的硬件及软件组成、控制算法的特点及有关软件功能等。     

适于大规模自主移动机器人的体系结构

为解决机器人数目多时控制机器人计算量大的问题,提出一种适于大规模自主移动机器人系统的体系结构,包括系统的群体结构和系统内单个机器人的体系结构。群体结构采用有别于传统意义的混合结构,其中的递阶部分仅为任务层服务,控制信息量较少;运动层的协调由机器人自主实现。因此,该群体结构适于大量自主移动机器人组成的系统。在确定了群体结构的基础上,又提出了系统内单个机器人的体系结构,单机器人采用分层的混合结构,结合了反应式和慎思式结构的优点。整个控制结构较好地实现了机器人的运动自主性和任务合作性的有效结合。     

基于模糊控制的竞赛机器人控制器设计

本文针对机器人比赛和电子设计竞赛中机器人的普遍要求,提出了一种通用的竞赛机器人的设计方法。机器人控制器硬件主要由DSP和CPLD组成;对来自光电检测传感器的信号采用模糊控制规则进行综合,控制器根据模糊控制器输出调整机器人的行走路线,实现机器人行走控制。     

新型机器人控制器在焊接系统中的应用

为了实现焊接机器人焊接功能产权化,采用了一种新型机器人控制器--KeMotion机器人控制器,在此基础上实现了机器人在控制器平台上的焊接功能集成应用,包括焊接系统的控制总线结构、硬件构成以及应用指令模式,实现一种基于新型控制器平台的工业焊接机器人焊接系统方案。在此平台上实现了机器人焊接功能开发,并通过实际焊接作业过程验证了焊接功能开发方案的有效性以及系统的可行性,满足焊接工艺要求。     

用模糊逻辑法对移动机器人进行路径规划的研究

分析模糊逻辑方法在移动机器人路径规划中存在的问题,建立了移动机器人的运动学模型,提出一种基于行为的移动机器人体系结构,设计了一种用于在未知、非结构化环境中规划机器人移动路径的自组织模糊控制器,模糊规则的制定符合贪心算法的思想．提出了解决“对称无法确定”问题的方法,给出了判断机器人是否进入死锁状态、解除死锁以及判断死锁是否解除的新方法,并在多种环境中用仿真实验验证了这些方法的正确性和合理性．     

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。     

外骨骼机器人手指鲁棒跟踪控制

基于外骨骼机器人手指系统动力学,提出了机器人鲁棒μ控制器的设计方法。分析了系统模型的不确定性,将负载动力学作为系统的反馈不确定,建立了合理的被控对象标称模型。基于高速DSP实现鲁棒控制器的数字化,在μ控制器设计和数字实现过程中考虑了机器人系统的计算延时。通过实验评估采样延时对机器人控制器鲁棒性能的影响。实验结果表明,μ控制器能够抑制干扰和模型不确定对机器人系统的影响,系统具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

基于输入有界机器人鲁棒自适应控制策略研究

本文针对常规机器人的鲁棒控制器设计的保守性和实际中执行机构输出的有界性产生矛盾，设计出一种新型输入有界的机器人鲁棒自适应控制器，解决了力矩受限情况下机器人控制器的设计问题，为机器人向小型化、节能型等特殊要求领域发展，提供了一条新的途径。     

带重力补偿的机器人分散自校正控制器

本文通过引入重力补偿,提出了一种有效的机器人分散自校正控制器。在一典型三自由度机器人上,在强负载扰动下对该控制器进行了仿真检验,仿真结果表明,该控制器控制效果良好。     

基于4核DSP的水下机器人视觉传感器设计

鉴于水下机器人的传统声学传感器易受海洋噪声的影响,提出了一种光学视觉的水下机器人传感方案.并采用4核DSP并行处理的架构方式解决了大量图像数据实时处理的难题.文中给出了相应的硬件构成与有关的实验数据,实验结果表明,该硬件平台能够满足水下机器人视觉系统的要求.     

类人足球机器人控制系统的设计与实现

基于机器人复杂的决策控制和步态管理,采用了个人数字助理（PDA）和数字信号处理器（DSP）组合,并以Windows Mobile作为软件平台。具体分析了控制系统的硬件设计和软件设计方法。真实环境中的实验及比赛结果证明,该控制系统可以实现机器人的复杂控制。     

基于ROS的移动机器人控制系统实现机制与方法

ROS是目前广泛采用的开源机器人控制软件架构平台,本文采用ros_control实现机制,设计了移动机器人控制架构,通过不同参数配置文件和定制化硬件接口协议,实现了适应不同硬件配置的移动机器人差速运动控制。     

Open Architecture of Single-processor Real-time Robot Control System Based on Windows NT

This paper introduces the architecture and implementation of an industrial robot control system based on Windows NT. This robot control system, which is based on a single-processor structure, can run on general industrial computers. Owing to using Windows NT's real-time extension RTX, the control system can achieve good realtime performance and friendly user interface in one general-purpose operating system. A three layer hierarchical architecture of control software is proposed to make the system more scalable and flexible. Furthermore a communication and configuration system is implemented to enable modules to communicate with each other, which make the control system scalable and flexible.     

“机器人技术与创新实践”课程配套实验装置设计与研究

设计了＂机器人技术与创新实践＂课程的配套机器人实验装置,该装置是一个也可用于＂机器人游中国＂、＂机器人智能搬运＂等比赛的智能循迹机器人;介绍了智能循迹机器人的体系结构和硬件平台的模块化框架;根据课程和竞赛的实际需求进行了机器人的车体设计,并完成了实物装配;设计了机器人的控制程序流程,并针对现场环境要求引入动态阈值方法改进了控制策略。     

两轮自平衡机器人运动平衡控制研究

对两轮自平衡机器人的运动平衡控制进行研究。通过搭建两轮自平衡机器人实验平台,采用Newton-uler法建立动力学模型以及针对机器人的运动控制、平衡控制和伺服控制设计相应的PID控制器。物理实验表明,机器人在外界冲击干扰和阶跃干扰的作用下,能够维持自身平衡同时可以执行相应的运动控制命令。结果表明,提出的两轮自平衡机器人运动平衡控制的方法是合理有效的。     

开放式数控系统的研究

对PC平台下设计实现开放式数控系统进行了研究，并讨论实现了一种Windows操作系统下实时控制解决方案。     

测量机器人与Pocket PC无线通信设计与实现

为满足镜站上实时处理全站仪观测数据的客观需求,采用便携式Pocket PC作为数据处理平台,在比较Windows CE体系架构下所支持的各种无线数据通信方式优劣的基础上,选择RF无线射频通信方式,研究了全站仪与Pocket PC的无线数据实时通信问题。分析了嵌入式RF射频无线数传模块分别与Pocket PC和测量机器人通信端口匹配问题,利用Visual C#.NET 2003编程工具,编写了面向Pocket PC终端设备的串口通信类,具备调用Windows CE串行通信函数和管理数据通信事件等功能,在Windows CE.NET 4.2嵌入式系统下,最终实现了Pocket PC无线遥控测量机器人TCA2003工作。研究成果为测量工程领域提供了一种新的“单人测量系统”实现方案。     

基于异构Agent的移动机器人体系结构设计

采用Agent技术设计并实现了一个移动机器人的分布式控制系统. 移动机器人的体系结构包含了慎思层、控制层与协调层, 由多个异构Agent完成相应功能. 动态局部规划根据激光雷达的环境"快照"信息来确定局部反应行为. 慎思规划采用逆向D*算法, 通过搜索脱离点来避免在复杂环境下陷入局部势能陷阱. 慎思层与控制层分别由低工耗工控机实现, 组成异构分布控制系统. 该体系结构综合了控制的实时性与复杂环境下的适应性. 开放的硬件平台与软件Agent结构提供了一种具有良好扩展性的智能移动机器人设计范式.