五杆式人机合作机器人控制策略仿真研究

轨迹控制策略是人机合作机器人实现人机合作的重要条件.介绍了五杆Cobot的机构及其控制系统,提出了基于速度约束和位置约束的人初合作机器人轨迹控制策略,建立了相应的控制模型.两种控制策略均具有被动和约束的特征,主要区别是_产生控制量的方法不同.利用MATLAB对两种控制策略跟踪直线和圆弧轨迹进行了仿真,结果表明,两种控制策略均可实现人机合作的要求,但位置约束控制策略轨迹约束精度更高一些.     

并联机器人动力学问题的Kane方法

以Kane方程为基础,从并联机器人的运动学角度出发,分析各个驱动杆件及运动平台质心点的速度、加速度间的关系,选取运动平台中心点的速度和角速度分量为广义速率,推导出并联机器人的动力学方程,最终给出动力学问题的仿真实例,为并联机器人的控制提供理论基础。该方法不需要求解关节处的约束反力,不需要求导运算,因此便于机器人动力学控制。     

步态康复机器人动力学李群李代数建模及仿真

结合刚性支撑与柔性驱动设计气压驱动步态康复机器人,为探究机器人和患者构成的人机共融系统动力学特性,基于李群李代数理论建立了不同步态相下人体步行动力学模型、机器人和人机系统动力学模型,对被动、主动助力、主动抗阻3 种不同康复训练模式中的驱动特性和能量特性进行了分析。仿真求解出机器人关节驱动力矩、人体关节主动力矩,验证了李群李代数法建模的正确性及动力学模型的有效性,为驱动控制系统构建及交互控制策略设计提供理论参考依据。     

合作机器人的控制策略及仿真

合作机器人（cobot）是与人在同一作业空间内直接进行物理合作的机器人。为了实现cobot直接与人合作作业,根据cobot的特点,建立了不完全约束关节机构的模型和cobot的控制模型,提出了cobot的控制策略。建立了控制策略的仿真模型,对cobot跟踪给定直线和圆弧进行了仿真研究。研究结果表明：这种控制策略是可行的,它能在人机合作的条件下使cobot跟踪期望轨迹。当操作力为0时,cobot静止不动,因此不会因为机器人失控而伤害操作者,满足了人机合作的要求。这种控制策略可以应用在外科手术、物料搬运和零件装配的合作机器人中。     

基于Matlab的双足机器人动力学仿真及仿生控制平台

针对仿生控制的特点,构建了一种Matlab环境下的双足机器人动力学仿真及仿生控制平台。为了充分利用关节自身的被动特性,描述了由非外界约束引起的自由度变化,以及双足机器人在运动相态间的合理切换。同时,考虑到碰撞是机器人运动的固有特性,建立了包括碰撞在内的混合动力学模型,最终实现控制器与机器人、环境的耦合。在此平台上,对设计的仿生控制算法进行了仿真：借助机器人自身运动状态和环境交互信息,协调各个关节的动作时序,实现了低能耗的稳定行走。结果表明,该平台为双足机器人仿生控制及其运动特性分析提供了有效的仿真手段。     

6-PUS/UPU并联机器人动力学建模及仿真

对提出的一种新型6-PUS/UPU 5自由度并联机器人进行了动力学建模与仿真研究。首先利用凯恩方法对并联机器人进行动力学分析,然后Pro/E软件对并联机器人进行了建模,最后利用Adams系统仿真软件对并联机器人进行了运动学和动力学仿真,并对凯恩动力学模型算出的驱动力与Adams仿真测出的驱动力进行比较,比较结果表明实体模型和动力学模型的准确性,并为优化动力学模型参数提供了有效的方法。     

基于Kane方法的宇航员舱外活动仿真

简要回顾了宇航员舱外活动计算机仿真现状,基于Kane方法给出了应用多刚体系统动力学求解人体运动的递推公式及步骤.针对STS-63飞行中的宇航员搬运大质量载荷任务,建立了简化的宇航员上肢运动模型,对上肢末端做矢状面内的匀速圆周运动过程进行了分析,得到关节运动及动力学参数随时间的变化关系,并与相关标准进行了比较.     

3-RRRT并联机器人动力学仿真

研究一种3-RRRT新型高速搬运机器人运动学与动力学建模及分析方法,以支链构件相对运动坐标和动平台绝对运动坐标作为广义坐标,结合拉格朗日第一类方程建立了3-RRRT型并联机器人的运动学与动力学模型,并利用Matlab软件平台进行了运动学及动力学数值仿真,进而为并联机器人的轨迹规划及控制研究提供参考。     

RPR-RRP平面六杆机构系统的MATLAB动力学仿真

用复数推导了曲柄、RPR、RRPⅡ级杆组的动力学数学模型,并将其转化为适用于MATLAB仿真的矩阵数学模型,以该矩阵数学模型编制了相应的三个M函数仿真模块。对给定的RPR-RRP平面六杆Ⅱ级机构系统为例说明如何使用这三个仿真模块建立MATLAB仿真模型,并对其仿真结果的正确性加以分析。其主要目的是以组成机构的杆组为仿真模块,搭建各种平面连杆机构MATLAB仿真模型,可以对各种低副机构进行动力学仿真和分析。     

高压线巡检机器人动力学建模及分析

受导线柔性特性的影响,高压线巡检机器人与导线构成了非线性,强耦合的动力学系统.提出了一种双臂移动巡检机器人结构,并研究了该机器人与导线的建模方法.用Newton-Euler法建立了机器人的动力学子模型,机器人的基座设在导线上,并不固定.用有限元法建立了导线的子模型,并考虑了应力刚化效应.所建的机器人-导线系统模型体现了机器人与导线的动力学耦合关系.利用该模型进行了动力学和运动学仿真,分析了导线的振动和变形对机器人运动的影响.     

六足并联机构的动力学建模与仿真分析

实现六足并联机构高速,高加速运动控制的关键在于所建动力学模型的准确表达,适当简化以及实时计算速度的满足.在分析了液压六足并联机构组成的基础上,建立了包含执行元件控制特性的六足并联机构动力学模型.对所建模型进行逆动力学计算机仿真,根据大量仿真计算数据,综合分析了包含执行元件控制特性的逆动力学模型不同项的重要性.分析结果对简化动力学模型,提高在线计算效率,实现六足并联机构高速,高加速运动控制,具有一定的指导意义.     

弹性绳系统的动力学建模与计算机仿真

弹性绳是钢丝绳、绳索等的理论模型。综述了弹性绳的研究文献,提出了弹性绳系统的多体动力学建模方法。为了保证仿真结果不失真,根据运动速度判断摩擦力的大小。研究了类似于质量-弹簧系统的基本弹性绳系统和周期性速度波动的演示机构的运动,弹性绳的受力与变形的关系用分段函数表示,考虑了滑动摩擦力的影响,将弹性绳作为特殊的体。计算机仿真结果表明该建模方法能够准确地研究弹性绳系统的力学行为和振动特性。     

核动力蒸汽发生器水位动力学特性仿真与分析

利用核动力蒸汽发生器(SG)的数学模型和Mathlab的Simulink仿真工具建立了SG水位动力学特性的仿真模型。应用该仿真模型对几种典型的反应堆运行功率下SG水位动力学特性进行了仿真计算。SG水位动力学特性的仿真分析包括不同反应堆运行功率时给水流量扰动作用下的水位动力学特性仿真分析和蒸汽流量扰动作用下的水位动力学特性仿真分析。结果表明,仿真模型准确描述了给水流量扰动、蒸汽流量扰动以及反应堆功率变化对SG水位动力学特性的影响,并正确描述了SG运行中的逆动力学效应。利用该模型可以对SG水位动力学特性进行精确的分析。     

基于系统动力学的车辆追尾事故仿真分析模型

利用系统动力学理论构建了车辆追尾事故的仿真分析模型.该模型充分考虑了驾驶员的信息处理过程,反映了从感知信息到反应动作的时间延迟,跟驰车辆可以根据前车车速变化、自身的期望车距对自身车速和车距进行调整,利用前后两车车速比、实际车距与安全车距比计算追尾事故发生风险.最后以驾驶员感知反应时间为例,对不同感知反应时间下的追尾事故风险进行了仿真分析.该模型提供了一种道路交通事故致因的机理分析方法.     

基于汽车系统动力学的虚拟驾驶仿真模型研究

基于汽车系统动力学建立了一种包括发动机模型、传动系模型、离合器模型、制动系模型、汽车行驶速度模型、转向系模型的仿真模型.基于以上模型开发的汽车虚拟驾驶仿真系统可以准确地模拟汽车在起步、加速、转向以及制动等各种行驶工况的状态以及汽车的各种动力学响应.以上模型为汽车虚拟驾驶仿真系统提供了完整的汽车系统动力学模型,同时,该模型也可进一步应用于汽车的数字化设计,检验汽车的动力学性能.