基于自适应模糊控制的多指手抓取控制研究

为了实现果实的稳定抓取，结合果实的生长情况设计了一种新型的多指机械手。采用自适应模糊进行控制，并在模糊输入输出记法上做了改进，仿真结果与理论分析一致，验证了该方法的合理性和有效性。     

基于滑觉功能的机器人多指手稳定抓取方法

提出机器人多指手滑觉功能的一种实现方法和基于滑觉功能的机器人多指手力反馈控制方法。机器人多指手的滑觉功能是通过检测力觉传感器输出的变化而实现的,而通过将滑觉判断与力反馈控制相结合,并在力反馈控制系统中引入分级模糊控制的思想则可以使机器人多指手在实现滑觉功能的同时完成对物体的稳定抓取。     

多指抓取内力的简单算法

根据外界干扰力所引起的最大指尖力变化,可以计算出稳定抓取所需要的最小内力.文中对多面体的多指抓取规划问题提出一种简单算法,可以计算抓取所需最小内力,在保证计算精度的情况下大大减少计算量.通过两个算例验证了该方法的有效性.     

机器人多指手抓取动态稳定性分析

指出动态稳定性是评价机器人多指手执行抓取操作的一项重要指标,避免构造Lyapunov函数而给出了机器人多指手抓取稳定性研究的一种新方法,得到了抓取系统指数稳定的充分条件。     

多指抓取内力的简单算法

根据外界干扰力所引起的最大指尖力变化，可以计算出稳定抓取所需要的最小内力.文中对多面体的多指抓取规划问题提出一种简单算法，可以计算抓取所需最小内力，在保证计算精度的情况下大大减少计算量. 通过两个算例验证了该方法的有效性.     

多指手自主抓取控制的研究

研究了时间-事件混合驱动的多指手自主抓取控制.在预抓取阶段,采用具有摩擦力补偿的比例-积分-微分(PID)位置控制算法实现手指的精确轨迹跟踪,该算法在传统比例-微分(PD)控制器的基础上,引入变速积分(RVI)提高系统的轨迹跟踪能力,引入平滑非线性反馈(SRNF)进行摩擦力补偿.在抓取阶段,采用基于事件的并行位置/力矩控制算法实现自由运动和约束运动之间的稳定过渡以及约束空间中的力矩控制.该算法采用基于事件的切换器实现控制模式的可靠切换,基于改进的纯积分力控制算法实现系统的稳定过渡和力控制.实验验证了该抓取控制方法的有效性.     

变姿态下的多指手抓取爆炸物能力分析

将多指手运用于排爆机器人以提高处理爆炸物的能力。论文针对排爆机器人在作业时其姿态的不断变化对抓取爆炸物能力的影响,寻求有利于提高抓取能力的最优手指关节角,以及多指手在不同的姿态下能抓取爆炸物的最大重量,并得出抓取能力最差的位姿。论文还考虑到爆炸物容易爆炸的特点,研究接触力不超过爆炸物所能承受的极限时多指手的抓取能力,为机器人安全操作爆炸物,防止过大的夹持力而使爆炸物发生爆炸提供理论依据。     

机器人多指手的多目标优化抓取规划

针对有摩擦点接触条件下的多指抓取模型,借鉴人手抓取经验,提出了接触安全裕度概念.通过修正摩擦锥约束条件,建立了具有一定接触安全裕度的非线性内力优化模型,用于求解合适的接触力.为获取最优的抓取位形,将物体位姿参数作为变量,确定接触力与多指手关节力矩的关系,基于多指手关节空间内的转角位置度和相对承载能力性能指标,建立了多指抓取的多目标优化模型.最后,以三指手抓取系统为例进行了分析求解,并利用多目标粒子群优化算法进行物体位姿规划,获取了规划模型的非劣解前沿.结果表明,该方法能在保证安全抓取条件下,有效改善多指抓取的综合性能.     

机器人多指手的自校正模糊控制

采用自校正模糊控制方法对北科大双拇指手进行控制。通过调整模糊控制的量化因子、比例因子及控制规则，达到双拇指手能快速响应、抓握力无超调控制，并通过分级控制实现对质量未知的物体的稳定抓握。实验证明这种控制方法与常规模糊控制相比，具有较好的控制效果。     

变姿态下多指手抓取爆炸物的能力分析

将多指手代替单自由度的夹持器应用于排爆机器人中,以提高机器人处理爆炸物的能力.由于机器人姿态的变化将影响多指手的抓取能力,文中对影响多指手抓取爆炸物能力的手指抓取姿态及机器人姿态进行了研究,寻求最有利的抓取模式.同时,运用螺旋理论和BP神经网络寻求多指手最优的抓取姿态(即最优关节角)及不同机器人姿态下多指手抓取爆炸物的最大重量,并给出了最优的抓取位姿.考虑到爆炸物容易爆炸的特点,文中还研究了多指手在有限接触力作用下的抓取能力.     

基于模糊PID控制的空间吊装物姿态控制

针对在装配式房屋建造过程中，房屋构件及其姿态只能依靠人力才能够准确地调整到目标位置，不仅工作效率低且容易造成人员伤亡的问题。本课题组对空间吊装物姿态位置控制进行了研究，将角动量交换原理运用到空间吊装物姿态控制上，通过改变飞轮速度与加速度达到控制空间吊装物绕吊装线水平旋转角度姿态。文章介绍了飞轮系统，推导了整个实验装置的动力学方程和运动学方程。考虑到被控对象吊装物负载经常改变，于是设计了模糊PID控制器，使控制效果达到最佳。文章首先对控制算法进行了simulink仿真研究，然后在搭建的实验装置上进行了实验。实验结果表明，能够实现空间吊装物姿态位置控制，且模糊PID控制更适合于实际控制。     

基于模糊控制算法的温室温度监控系统研究

针对传统温室大棚管理水平落后,成本高、自动化程度低等问题,本系统利用模糊控制算法建立了温室大棚环境温度的数学模型,对温室大棚环境温度状况进行实时监控,增加了测控过程的稳定性,避免了人工操作的主观性和随意性,提高了环境温度测控的精度和效率,保证了温度调控精度小于±1℃,适应了现代种植业科学生产和自动化管理的要求,具有较好的实用价值和应用前景。     

基于模糊自适应整定PID的水下焊缝跟踪

针对水下焊接过程中焊缝跟踪控制的难点问题,设计了一种用于水下焊缝跟踪的模糊自适应整定PID(比例-积分-微分)控制器,采用模糊控制器充当调节器,在线调整PID控制器的3个参数,利用PID作为控制器,实现控制量的输出;讨论了该控制器的设计方法,并在相应模型的基础上进行了带扰动的控制模拟.仿真结果表明,该模糊自适应整定PID控制器的动态响应快、超调量小、稳态精度高、抗干扰能力强,能够满足水下焊缝跟踪的要求.     

基于模糊PID控制的泵流量控制系统研究

为了增强脱硫除尘离心泵流量控制系统的稳定性和提高其控制精度,使系统具有较强的抗干扰和自适应能力．建立了流量控制系统的数学模型,分析了控制系统的性能,设计了模糊PID控制器,确定了偏差e、偏差变化ec、输出量Kp、Ki、Kd的隶属度函数,建立了Kp、Ki、Kd的模糊控制规则表,利用Matlab／Simulink进行仿真,比较了系统在未加入和加入PID及模糊PID控制情况下的性能,结果表明,模糊PID控制效果最好,具有响应快、抗干扰等优越性。     

模糊自适应PID控制方法研究与仿真

对于非线性、时变性的系统来讲,传统PID控制难以达到满意效果。利用模糊推理的方法实现对PID参数的在线自动整定,并且在Matlab软件环境下进行了研究与仿真。仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制能使系统控制响应快、控制稳定,且具备了良好的动态性能。     

Research on the Winding/Unwinding Control System Based on Fuzzy Control Theory

A fuzzy controller of the winding/unwinding control system used in jig-dyeing machine is introduced, which is superior to the one with conventional optimal PID controller in convergence speed and stability. Its mathematical model and transfer function are presented based on mechanism of the winding/unwinding control system. Simulation of the fuzzy controller carried out in the MATLAB （Simulink） environment proves that the control system based on fuzzy controller is superior in quality, precision and operation to a conventional optimal PID controller. The outlined experimental results also show the effectiveness and the robustness of the fuzzy PID controller in good dynamic performance, high robustness to parameter variation and disturbance.     

基于神经网络的模糊控制系统的研究

从模糊理论和神经网络各自特点出发 ,详细讨论这 2大系统的联系和区别 .进一步将两者有机的结合起来 ,实现基于神经网络的模糊控制推理结构的设计 ,同时给出其设计的方法和步骤 .显示两者的结合是实现更完美智能控制系统的有效途径 .     

基于时间最优控制的模糊控制优化方法

讨论了二次积分系统的时间最优控制．考虑到系统的鲁棒性和抗扰动能力，对其参数设计方法进行了改进．理论分析和仿真表明，这种基于时间最优控制的非线性设计方法具有很好的控制效果和鲁棒性，适用于一类二阶系统的控制．通过二阶系统的模糊控制和时间最优控制的对比发现，一类二阶系统或可近似为二阶系统的模糊控制实际上是对二阶系统最优控制的一种近似．在此基础上，指出了模糊控制规则设计中一种常见的错误，并提出了基于时间最优控制的模糊控制规则的制定和优化方法     

基于模糊控制二级倒立摆实验装置数模的建立

针对经典控制方法难以实现对二级倒立摆实验装置系统的实时控制问题,需对实验装置的控制系统进行二次开发,为此,引入模糊控制方法改善原有的线性控制算法．模糊控制的核心是模糊控制规则,所以确定合适有效的控制规则成为解决问题的关键．采用基于经验和基于系统仿真结果两者相结合的方法,制定出了简单适用的规则库．调试结果表明,同时系统具有良好的稳定性．对二级倒立摆实验系统的实例仿真表明,该设计算法易于实现,在抑制外部扰动和实时控制性方面优于经典的状态反馈最优控制．