小车三级摆摆起倒立的仿人智能控制

运用仿人智能控制 (HSIC)理论的方法 ,研究了直线小车三级摆系统 (CTPS)的摆起倒立控制问题 .通过对CTPS运动的物理过程分析 ,模仿人控制器的特点 ,设计了CTPS的HSIC控制器的动觉智能图式 .在摆起倒立过程中 ,HSIC控制器通过对三级摆杆间运动姿态特征的感知和基于特征识别的多模态控制 ,使CTPS各级摆杆之间始终具有较小的相对运动趋势和较小的相对角度差 ,成为一个动态的“拟小车单摆”系统 .小车三级摆摆起倒立控制的仿真实验成功验证了该方法的有效性 .     

两足步行机器人动态步行规划及仿真

根据双足步行机器人动态步行过程中必须满足的动态关系式,提出了动步态规划的两步规划法,从而既满足了机器人步行过程中的基本要求,又保证了系统能够实现动态协调运动。在此基础上,对无冲击步行机器人动态步行过程进行了规划和仿真。结果表明,两步规划法满足了动态步行的要求。     

三连杆单杠体操机器人的仿人智能运动控制

用基于动觉智能图式的仿人智能控制方法设计了多控制器、多控制模态结构的单杠体操机器人运动控制器.模仿体操运动员的运动控制特征,将单杠体操机器人摆起倒立过程分解为顺序执行的6个过程,用定性定量结合的分析方法设计了感知特征基元和控制模态基元及相应的动觉智能图式群.仿真实验很好地完成了过程姿态和能量兼顾的多控制目标,并进一步实现了大回环动作的运动控制.     

两足步行机器人动态步行规划及仿真

根据双足步行机器人动态步行过程中必须满足的动态关系式，提出了动步态规划的两步规划法，从而既满足了机器人步行过程中的基本要求，又保证了系统能够实现动态协调运动.在此基础上，对无冲击步行机器人动态步行过程进行了规划和仿真.结果表明，两步规划法满足了动态步行的要求.     

双足步行机器人模型解耦及控制

本文在双足机器人作平稳步行的假设下，建立了解耦的上身躯和两腿的模型，并基于奇异摄动理论在直角坐标系下给出了平稳步行的控制方法，同时在证明摄动方程稳定的前提下，建立了非线性控制器，解决了快速性和无超调之间的矛盾。     

仿人智能控制原型算法的改进

仿人智能控制原型算法易引起控制系统的超调,没有完全模拟人的控制策略、改进的控制算法,将控制过程分为3个阶段：初始控制阶段,调整学习阶段,抗干扰阶段．不同阶段采用不同的控制策略,使其更加符合人的控制思想．实验结果表明,原型算法的控制结果相对稳定且有一定的超调和震荡,而改进的算法实现了“稳、快、准”的有机统一,取得了更好的控制效果．     

一类对象的仿人智能控制算法

在简要给出的仿人智能控制器模型基础之上，采用仿人智能控制器的设计方法，详细阐述了针对伺服对象的仿人智能控制算法，并对算法进行了仿真验证。     

单片机仿人智能控制电液伺服系统

ＰＩＤ（比例积分和微分）控制很难使具有本质非线性和时变特性的电液伺服系统达到较高的控制性能，仿人智能控制则是在ＰＩＤ控制原理基础上，结合人对运动物体的控制经验而进行控制一种智能控制方法，这种控制方法可以避免一般ＰＩＤ控制中存在的快速性，稳定性和高精度控制作用的相互抵制，能够有铲地按人的意志对系统实施连续的三段控制；加速起动，超调制动和稳定消差，实验证实了仿人智能电液伺服的优越性。     

仿人智能控制在中央空调系统中的应用

中央空调的能耗占整个建筑能耗的50％以上，是楼字自动化系统节能的重点，由于系统庞大，反应速度慢、滞后现象严重，传统的控制技术，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果并不理想。针对上述问题，文章提出将智能控制技术应用于中央空调监控系统，以提高系统的控制品种，稳定性和节能效果，在简要介绍仿人智能控制基础上，主要讨论了中央空调系统及其自动控制系统设计，系统仿真的研究结果表明，中央空调仿人智能温湿度控制系统比传统的控制系统具有更好的稳定性和节能效果。     

复杂系统中的仿人智能控制策略

复杂系统因其精确的数学模型难以建立,导致常规控制算法PID很难对其进行有效的控制.文章探讨了对复杂系统的控制策略,给出了控制算法和控制器设计方法.仿真试验说明系统的动、静态品质良好,表明该仿人智能控制策略是可行和有效的.     

有躯干双足机器人被动行走及其稳定器

采用Matlab仿真的方式构建了一个简单的有躯干双足机器人模型,研究了该模型在斜坡上的被动行走,分析了模型步行的稳定性,并设计了一个全状态线性反馈步行稳定器.研究结果表明:无任何驱动器的有躯干双足机器人能够实现沿斜坡而下的被动行走,其步行方式有两种,但均不稳定;设计的全状态反馈稳定器能够较好地稳定模型的被动行走.     

双足机器人稳定行走步行模式的研究

研究了一种基于零力矩点(ZMP)预观控制系统的双足机器人稳定行走步行模式生成方法.通过对双足机器人行走过程中行走参数及ZMP轨迹进行规划,计算出机器人行走过程中的质心轨迹.由运动学模型求解出其行走过程中步行姿态,预观控制器利用未来目标ZMP参考值和双足机器人状态计算控制输入,对机器人进行稳定行走控制.最后采用ADAMS和Matlab/Simulink联合仿真技术对离线步行模式进行仿真验证,仿真结果表明双足机器人虚拟样机可实现稳定行走效果.     

双足行走机器人步态轨迹规划

 通过对双足机器人行走过程中一些特殊点进行采样分析,对比人类自身行走步态的观察测量值,采用三次多项式插值来计算出双足行走机器人在行走过程中的行走轨迹,按人体比例设定参数,计算得出了1条比较光滑平稳的行走轨迹,使得机器人的行走姿态更像人类的行走.通过模拟测试,结果表明了用三次多项式插值方法是1种规划双足机器人行走步态的较好方法,而且得出的轨迹插值函数比较平滑.     

两足步行椅机器人的设计与研究

介绍了一种两足步行椅机器人机械系统和控制系统的硬件设计,分析了载人两足机器人与一般两足机器人在安全性、载重量和干扰方面的不同.并通过计算机仿真技术提高了设计的效率和可靠性,从而降低了系统级开发风险.     

基于髋部质量的被动步行机器人稳定性和鲁棒性

采用一种更接近于人类行走的匀质圆规步态模型,运用Lagrange法和碰撞时刻角动量守恒原理分别建立机器人的摆动模型及碰撞模型。基于对模型步态收敛域与外界扰动快速抑制的准确描述,将全局稳定性分析与局部稳定性分析相结合,对模型进行初始的参数优化配置,并建立Proe样机模型;通过单次与连续外界扰动下不同样机模型步态的自身调节变化分析,最终获得模型参数的最优化配置,并通过实物样机的行走实验进行理论分析验证。仿真结果表明:具有合理髋关节质量的被动步行机器人有更强的行走稳定性与鲁棒性。     

不平整地面上双足机器人的步态控制

提出了一种不平地面环境下双足机器人的步行控制算法.该算法由步态规划和传感器反馈控制系统组成.在步态规划中,采用被动倒立摆模型设计双足机器人的质心位置,所生成的步态使机器人能够在平地上更自然有效地稳定行走.在线反馈控制系统用于处理地面环境的凹凸不平以及来自外界的未知扰动,可分为上身姿态控制、期望ZMP控制以及非线性落地控制3个部分.这3种控制分别针对不同的控制目标,并根据步行过程的具体阶段在线修正预先规划好的步态,维持双足机器人的步行稳定性.它们在结构上相互耦合,从而实现加速在线反馈控制系统的收敛速度、克服机器人柔性对控制作用的负面影响等效果.双足机器人在凹凸地面的步行实验验证了所提出步行控制算法的有效性.     

二级倒立摆UD2UU的仿人智能控制分析

二级倒立摆的两根摆杆可构成4个平衡点（down-down,down-up,up-down,up-up）,4个平衡点之间可构成12个转换动作与8个自旋动作。针对平衡点间转换动作中up-down到up-up（UD2UU）的非线性欠驱动控制问题,应用基于动觉智能图式的仿人智能控制方法,设计出具有多控制器和多控制模态结构的控制系统。以开闭环结合及正负反馈结合的方法设计出各控制模态的控制律,以基于特征模型的关联图式实现各控制模态之间的有序切换。详细介绍了仿人智能控制器设计的过程,实时控制的实例证明了控制理论与方法的有效性。     

两足机器人质量分布与步行稳定性及效率关系研究

研究两足机器人质量分布对步行ZMP(zero moment point)稳定阈度及步行效率的影响.采用稳定的参数化步态,在步态不变的情况下,改变机器人各连杆的质量分布,观察其对ZMP稳定阈度及步行效率的影响.仿真实验结果表明,合理选择大腿、小腿和上身的质量分布可以显著增加ZMP稳定阈度和步行效率.     

助行康复机器人助力行走控制研究

针对一种助行康复机器人助力行走训练策略,进行了机器人助力控制研究.考虑使用者差异及机器人系统误差等干扰,建立了人机系统动力学模型及机器人助力控制模型.通过分析系统特性设计了前馈-反馈复合控制器,为解决扰动力导致的移动单元转弯及推力突变问题,设计了模糊制器调整期望推力实现人机系统协调运动,利用Matlab软件对助力行走过程进行了控制仿真分析.研究结果表明:助力控制系统能够抑制干扰的影响,对人体提供期望推力,满足使用者对助力行走训练安全性和稳定性的要求.