机械手圆周运动的轨迹规划与实现

研究机器人跟踪由任意不共线空间三点所决定的外接圆曲线,提出了机器人圆周运动的一种笛卡尔空间的轨迹规划方法.该方法通过坐标变化将三维空间内的圆周轨迹规划问题简化到二维平面上进行研究,由此简化了轨迹规划问题;为了保证机器人圆周运动较好的插补精度和圆周轮廓,提出了一种可控插补精度的圆周插补算法.根据坐标变化以及插补算法给出了轨迹规划的算法步骤,将该规划方法用于微操作机械手,完成了机械手的圆周涂胶作业,实际应用表明该方法能够满足实时性和精度指标要求.     

双臂机器人协调运动的关节轨迹规划

针对双臂机器人协调运动,给出关节轨迹规划的两种方案,其一是基于最小载荷分配的关节轨迹规划,其二是基于最小关节广义驱动力的关节轨迹规划,均避免了矩阵的奇异值分解,适合于双臂机器人的实时控制。     

一类基于 RBF 网络机械手的轨迹稳定跟踪控制

目的 针对具有外界干扰不确定性的柔性关节机械手实际轨迹跟踪稳定性问题,提出一种自适应动态面控 制与神经网络相结合的方法。 方法 对于非线性系统中的函数以及未知参数,根据径向基函数(RBF)神经网 点对其进行逼近,并对来自外界对系统的干扰项,通过设计阻尼项将其补偿,再根据动态面的相 络的特 关知识对该非线性 系统中的控制器进行设计且实现关节轨迹跟踪控制。 结果 仿真结果表明:在非线性系统中,该方法能够克服干扰 不确定性项,实现机械手连杆转角 q 较好的跟踪效果,误差缩在 5%以内,具有较强的跟踪稳定性,且随着时间的进 行,跟踪误差愈发减小且趋向于 0,对于参数的估计以及逼近都达到了理想的阈值。 结论 该方法保证了闭环非线 性系统半全局稳定,又可利用参数调节的方式达到跟踪误差任意小,且设计的控制器不但保证了机械手的位置跟 踪稳定性,而且很好地解决了跟踪抖动问题。     

基于PD型迭代学习的液压机械手轨迹控制

液压机械手作业系统的任务规划具有重复性,为了对液压机械手作业动作进行有效控制,建立了适合机械手作业系统的迭代自学习控制规律.只要增益Kp、Kd及学习因子α满足一定的条件,则该学习控制就是稳定的.通过对系统数字仿真,结果表明带学习因子的PD型迭代学习控制,较传统的PD控制有更好的动态响应特性,稳态误差小,具有一定的自适应性和鲁棒性.采用这种PD型前向反馈学习控制规律,只要机械手各关节变量的位置锁定,就可在期望的范围内实现抓取和释放动作.因此,该控制算法适合液压机械手系统的控制要求,能对其作业进行有效控制.图6,表1,参8.     

家电性能试验机械手空间轨迹研究

利用三次插值函数对机械手关节变量进行插值,规划出HY 3型机械手的运动轨迹,以进行家电门体性能测试。通过验证,规划出的轨迹平滑连续,机械手在工作过程中运行平稳,满足测试要求。     

高速并联机械手抓放操作时间最优轨迹规划

提出了一种两平动自由度高速并联机械手——Diamond机构的时间最优轨迹规划方法．首先分析得到3次样条规律的操作空间轨迹误差与关节空间插扑节点间距的4次方成正比，然后确定出典型抓放操作轨迹各段的最大插补间距并获得抓放轨迹上一组最少轨迹点序列，有效提高了计算效率。 在此基础上，以关节速度、加速度和其变化率，以及关节驱动转矩为约束条件，以抓放时间最短为目标，采用复合型优化法计算出电池分选操作的最大和最小单程运行时间分别为0．21S和0．13S，平均分选速度超过100次／min。该方法已成功应用于由4台Diamond机械手构成的高性能锂离子电池分选系统。     

板簧搬运机械手轨迹规划研究

根据五轴汽车板簧搬运机械手的系统组成,通过D-H参数建立了其运动学模型.在此基础上,采用五次多项式插值的关节空间规划法对机械手进行了轨迹规划.利用MATLAB软件的ROBOT工具箱建立了机械手三维模型,并通过仿真获得了五个关节的位移、速度、加速度等3个变量的平滑、连续曲线,为机械手的平稳、可靠运行提供了理论依据.     

机器人手臂(机械手)再现轨迹最优综合

本文以空间开链机构 PRSS(相当于 PRRRR)为例,以机构的尺寸最小为准则,考虑机器人手臂、机械手工作空间内可能存在空腔、通孔的瞬时约束条件,以及未杆象限限定约束条件等,建立起机器人再现轨迹最优综合的数学模型。按此可实现机构优化设计。     

步进电机在机械手控制中的轨迹规划方法

步进电机在驱动机械手运动时，如果相邻两路径的速度方向相反，运动中将会产生严重的位置偏差。本对误差形成的原因进行了分析，并提出了一种轨迹处理的新方法。     

机器人的自适应神经全局滑模轨迹跟踪控制

针对具有不确定性的机器人系统,提出一种自适应神经全局滑模轨迹跟踪控制方案.控制器采用一种新的全局滑模面,使得系统在整个响应时间内都具有鲁棒性;并基于径向基函数神经网络自适应学习不确定性的未知上界,从而自适应调整控制律的切换增益.而且基于Lyapunov稳定性理论证明这种新型控制器能够保证机器人系统关节角位置矢量和角速度矢量的跟踪误差渐近收敛于0.仿真结果表明提出的控制策略能够使机器人系统仅在0.5 s内就实现快速的轨迹跟踪,可见该方案是可行且有效的.     

机器人操作臂的解耦跟踪控制

提出了一种基于Ｔａｙｌｏｒ级数展开的直接驱动型机器人操作臂的轨迹解耦跟踪控制方法．利用Ｔａｙ－ｌｏｒ级数对系统的逆动力学进行动态线性化和预测,并在相平面内设计控制器,可大大提高闭环系统的性能     

一种直接面向位移寻优的冗余度机器人运动规划算法

针对冗余度机器人梯度投影逆解算法和数值优化方法在处理位移层面附加作业任务时存在的不足,基于自运动流形,推导出直接面向位移寻优的冗余度机器人运动规划的新算法.新算法将运动规划等效为两步来完成,首先采用非冗余关节实现末端操作器的精确位姿跟踪,然后利用附加作业对冗余关节位移的梯度来调整冗余关节,再利用机器人的自运动来实现附加作业.仿真结果表明,新算法在有效完成主任务和附加任务的同时还具有更快的求解速度,因此更适于冗余度机器人完成位移层面的附加作业任务.     

考虑了动力学的机器人路径优化方法的研究

研究机器人操作臀沿着给定几何路径运动时耗费最小的一种方法．将机器人的运动时间和机器人传动装置的机械能耗费考虑在一起建立了一个双目标函数，在建立其数学模型时考虑了动力学方程．目标函数的结果依赖于时间和机械能在整个函数中的权系数，研究了一种算法使得双目标函数在受到一些物理约束的情况下获得最优结果，并通过一个六自由度的机器人操作臀来说明其有效性．     

基于自适应遗传算法的无人机轨迹优化

针对目前无人机爬升轨迹优化算法存在的收敛速度慢、容易陷入局部最优解等问题,提出了一种基于自适应遗传算法的爬升轨迹优化方法。首先,结合无人机爬升阶段的运动方程和性能指标给出爬升段轨迹的优化模型。其次,为提高染色体的多样性和算法的收敛速度,对自适应遗传算法做了相应改进,使其更适合用于爬升轨迹的优化。最后,根据无人机爬升段轨迹特点,给出具体优化步骤,并对某型无人机爬升段轨迹做了优化仿真验证,结果表明所提出的方法能够在一定程度上节省运营成本。     

基于改进粒子群算法的方案飞行弹道优化设计

研究导弹方案飞行弹道的优化问题.在对方案飞行弹道优化本质特征进行分析的基础上,针对爬升-转弯段弹道提出了一种基于粒子群优化算法的方案弹道优化算法.该算法引入罚函数法和权系数法构建综合的目标函数,采用非均匀B样条方法实现控制规律的参数化,采用改进的具有动态初始化策略的粒子群优化算法进行寻优计算.仿真算例及结果表明,该方法结构清晰,具有较好的通用性,优化后的方案飞行弹道满足约束条件.     

基于微分进化的行星际小推力轨道全局优化方法

针对行星际小推力轨道优化问题,提出一种基于改进微分进化的全局优化算法.通过引入试验个体重生成和约束判断选择策略,克服传统微分进化算法中寻优参数和轨道约束违反边界的缺陷.为提高微分进化算法后期收敛效率,提出了基于最优个体信息的变异操作和局部搜索辅助策略.以地球-水星的小推力燃料最省转移为例对所提算法进行了验证.数值计算结果表明:改进的微分进化算法能够快速有效地寻找到全局最优轨道,并且与传统非线性规划和遗传算法相比,具有更高的可靠性和收敛性.     

基于表格形气动数据的滑翔飞行器轨迹优化

高精度的气动测力数据通常以表格形式给出.针对滑翔飞行器轨迹优化中表格形式气动数据的拟合问题,提出一种二维平滑保形拟合方法.首先对气动数据进行一维平滑保形拟合,接着采用张量积方法进行拟合维度的扩展.典型表格形式气动数据的拟合效果表明,在给定的拟合精度约束下,方法拟合的曲面二阶连续可导,并保持表格数据呈现出的单调性.采用该方法拟合的气动数据建立轨迹优化模型,采用自适应Legendre-Gauss-Radau配点法进行轨迹优化,以优化得到的最优弹道俯仰角作为开环控制指令进行弹道仿真,仿真结果与最优弹道的整体吻合度很高.