A Multiple Mobile Behavior-based Omni-direction Micro Robots System for Object Micromanipulation with Dynamic Cooperation

Object micromanipulation has become an issue of primary importance industry and biomedicine.Since human manual capabilities are restricted to certain tolerances.A multi-micro-robot system for micromanipulation is described, which incorporates a dynamic cooperation strategy.A control structure of the multiple micro robots system was proposed that combine the advantages of both center control and distribute control.The dynamic cooperation strategy to the proposed multiple micro robots system handling an object in cooperation is applied.Experimental results illustrate the validity of the proposed robot system with dynamic cooperation for micromanipulation.     

Design and implementation of an IPC-based control system for mobile robots

This paper introduces an autonomous mobile robot system applicable under dynamic environment.Every robot contains a muhi-sensor system, a differential-drive vehicle and a wireless LAN. A real-time on-board control system makes decision autonomously according to the perception from the multi-sensor system. Under the Windows operation system (OS), inter-process communication (IPC) mechanism of Linux OS is introduced into control system design. A distributed software architecture based on IPC,which can be used for multiple mobile robots system, is proposed. The architecture can make the system more flexible and scalable. The expansion of robot‘ s function and cooperation between robots can be. easily realized. The experiments and robot soccer game show the validity of the architectnre.     

基于竞标机制的多移动机器人实时编队控制

研究了整体时间最优的多移动机器人实时编队控制问题。由于在多机器人编队围捕等一些任务中,存在任务时间或通信范围有限等约束,提出了基于竞标机制的时间最优控制策略。针对编队过程中机器人可能发生故障等问题,在实时编队控制策略中设置了监督机制,以保证任意时刻编队队形的完整。设计了与竞标和监督机制相适应的机器人编队及运动行为,使得移动机器人的运动时间最少。通过编队形成及编队改变等一系列实时编队仿真实验,结果表明:本文提出的编队控制策略灵活可行,且能满足编队控制中实时性的要求。     

多移动机器人可重构物流系统建模方法

提出了可重构物流系统的一种新的定义,并在充分考虑移动机器人个体和群体的重构能力的前提下,提出了一种基于图论和谓词逻辑的多机器人可重构物流系统的建模方法。其中,移动机器人本体的结构调整被视为设备级重构,而移动机器人群体的组织以及之间协调策略的调整被视为系统级重构。针对各种工件运输任务,该建模方法有助于选择合适的移动机器人功能模块、或合适的移动机器人个体及相应的合作协调策略,从而实现可重构物流系统构型的迅速调整。     

动态未知环境中的优化路径规划算法

提出一种在未知动态环境中进行启发式优化搜索的实时路径规划算法．该算法采用并行搜索策略，在机器人当前位置点到终点的连线方向上作角度增减两个方向的并行搜索．仿真试验证明该算法是实时而有效的．     

Research of Communication Mechanism of the Multi—agent in Multi—agent Robot Systems

The cooperation of multi-robot that is based on the multi-agent system (MAS) theory of distributed artificial intelligence has become a hotspot in the robotics R&D. In the research the multi-robot is regarded as multi-agent. So the communication and cooperation of multi-agent become the key problem for gaining the dynamic running information of cooperating robots. In this paper the authors introduce the communication modes for agent and provide a common strategy which aims at the communication resources of multi-agent model-the CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) protocol which is based on the transmittal medium. It supports the cable-communication of multi-robot and the experiments prove its validity.     

多重电枢风电系统无电网电压传感器的并网逆变

以提高并网逆变器可靠性和降低成本为目的,采用基于虚拟电网磁链定向的无电网电压传感器的矢量控制策略;为了提高风电系统可靠性和容错能力,采用多重电枢直流侧电压并联运行的控制方案.详细分析单套逆变器数学模型和控制策略,实现两套逆变器并联运行并网.实验结果表明,三相并网逆变器输出电流正弦度良好,同时具有较好的动、静态特性,从而验证了方案的可行性和正确性.     

不确定曲面上轮式移动机器人鲁棒轨迹跟踪

对于不确定曲面上运动的轮式移动机器人设计了鲁棒跟踪控制律.并给出稳定性证明.设计过程中用系数未知但有界的二次曲面在局部近似不确定曲面,首先构造有界横截函数推导光滑标称跟踪控制律,然后通过backstepping方法将该光滑控制律拓展到动力学模型,最后利用Lyapunov重设计技术构造出鲁棒控制律解决曲面引入的重力干扰.所设计的控制律使得轮式移动机器人具有对不同曲面参数的适应能力.仿真结果验证了控制律的有效性.     

基于改进A*与DWA算法的物流机器人路径规划

传统的仓库物流AGV移动机器人一般按照铺设的磁轨道进行作业,导致机器人搬运路线并非最优路线,工作效率较低。本文研究了一种基于ROS操作系统的路径规划自主控制算法,从实际应用场景出发,对移动机器人运行的仓储环境SLAM地图构建,对传统的A*算法和DWA算法进行改进优化,并在ROS开发平台上开发程序,进行实验验证。实验结果表明,该方法能有效实现自主导航、动态避障功能以及路径优化,并从路径转折次数、运行总时间、运行总路径长度等角度验证了策略的有效性。     

基于离散智能的自重构机器人变形策略

在总结自重构机器人系统结构本质特点的基础上，提出了一种描述模型，对几种典型的同构和非同构系统进行统一的描述．探索了自重构机器人的基本变形方法，给出一种建立在全离散的局部智能基础上的变形策略，使机器人通过模块局部之间的交互产生整体自组织的结果，并且能够减低变形算法的计算复杂度．以一个9模块系统的变形过程为例进行了验证．     

多功能移动机器人分层路径规划研究

现有移动机器人规划算法生成轨迹目标单一,无法满足多样化的任务需求,为此,提出一种多指标维度反馈的路径规划策略。基于强化学习在线决策机制,寻求多条抵达目标的无碰撞路径;进而根据路径性能特征建立价值评估体系,动态更新机器人运动节点间的动作代价值,并且在不同权重配比下进行了仿真测试。结果表明：该算法能根据需求针对性提高全局路径相关性能,并结合全局路径信息,反馈控制局部运动决策,从而使得移动机器人能够在相同环境中解算出不同满足期望的运动决策。     

基于源-荷-储的直流微电网系统协调控制

针对孤岛下独立运行的直流微电网,为了更好的维持系统功率的供需平衡,快速平抑母线电压的波动。利用超级电容和蓄电池的互补特性设计混合储能系统,在下垂控制的基础上,通过增加二次补偿装置抑制负荷功率波动,从而实现直流微电网的精准控制,将系统划分成多个模式运行,通过利用所提的控制策略对各个模块进行联动控制,实现系统平滑的在多个运行模式下切换。完成直流微电网的源-荷-储协调优化控制。最后对其在MATLAB/Simulink上进行仿真实验,验证控制策略的有效性和可行性。     

欠驱动机器人的最优轨道生成与实现

提出了一种基于学习的动力学前馈方法，解决了欠驱动系统由于系统不完全可控造成的反馈控制失效，运动轨道难以实现的问题。在此基础上提出了学习－优化交替式最优运动轨道生成方法。该方法将轨道优化与学习控制相结合，所生成轨道可以在欠驱动机器人上实际操作，对一台实际的欠驱动机器人实现了最优轨道生成，并进行了动作实验，取得了较好效果。     

基于行为优先与任务协调的多移动机器人遥操作

针对单个操作者对多个移动机器人遥操作的困难,提出了基于行为优先和任务协调的多机器人遥操作方法. 通过引入机器人局部自主的概念,运用行为优先决策与任务协调模块使操作者和机器人共享运动控制. 建立了多机器人系统遥操作体系结构,设计了多通道人机交互接口界面. 室外实验表明,提出的方法可以实现人和机器智能的合理分配. 运用该方法,单个操作者可完成对多个移动机器人的遥操作.     

绳驱动并联清洗机器人绳索张力优化

将绳驱动并联机器人应用至外墙清洗领域,并对清洗机器人的动力学建模及张力优化进行深入研究。首先,确定机器人的构型为完全约束绳驱动并联机器人,并建立了考虑绳索弹性的动力学模型;其次,针对该类型绳驱动并联机器人绳张力解不唯一问题,提出将相关力改进的最小方差作为优化目标对绳索张力进行优化。最后,通过Simulink-Adams进行联合仿真验证。结果表明,优化后的绳索张力光滑连续变化。系统开环的情况下,圆形轨迹最大误差均值为0.071 m,终点误差均值为5.15 mm;直线轨迹最大误差均值为9.25 mm,终点误差均值为3.5 mm。解决了完全约束绳驱动并联机器人绳索张力不唯一、不连续问题,并为控制策略研究提供理论依据。     

一种动态博弈的多agent合作机制模型

利用博弈学习思想,以多agent系统为平台,提出一种基于动态无限博弈的多agent合作机制模型,以多阶段邀请、考核模式形成无限次重复博弈结构体.提出信任基准测度评价控制agent博弈选取的盲目性,使其理性计划各阶段决策.通过博弈结果反馈信息,动态调整agent博弈主体的收益函数,控制各agent间的协同合作优先级,实现闭环调控.将多agent组合构成智能结构体的基本单元,利用九宫格实验对该基本单元进行试验测试,验证多工况下,基于多种信任基准条件agent单元体间的协同合作机制.实验表明,信任基准可有效调整agent间的信任等级,促进系统中agent合作频率的提高.     

基于理想轨迹学习的机械手神经自适应控制

在机械手鲁棒控制的基础上,讨论了神经网络逼近误差界未知情形下机械手的神经网络直接自适应控制方法,这里神经网络用于补偿系统的不确定性,提高整个系统的跟随性能。提出设计方法的主要特点是神经网络控制器设计采用机械手待跟随的理想关节信号代替实际的机械手关节角、关节速度和关节角加速度作为神经网络的输入,此外神经网络的逼近误差界假设是未知的。给出了具体的系统设计算法,并证明了神经网络学习算法的收敛性和整个系统的全局稳定性。最后,一两连杆机械手的控制器设计仿真实例验证了提出算法的有效性。     

液压并联机器人的键图建模

键图是一种能够统一处理多能量范畴工程系统的有效方法,该文针对液压驱动并联机器人提出了一种新颖的全系统键图仿真模型。基于牛顿-欧拉法建立运动平台的键图模型,根据伺服阀和液压缸的流量方程及力平衡方程建立阀控缸作动器的键图模型,按照因果关系规则将二者集成为全系统的键图模型。实例仿真表明该模型较真实地反映了系统的动态特性,可用于液压并联机器人的动力学分析和控制系统设计。     

超磁致伸缩执行器温控系统的设计与实现

为了实现超磁致伸缩执行器(GMA)精密的位移控制,需要采取一定温控设施保证超磁致伸缩材料(GMM)工作在特定温度情况下;针对超磁致伸缩材料对温度的敏感性,在GMM智能构件的基础上提出了一种改进的强制水冷温度控制策略;利用单片机控制系统实现了对超磁致伸缩执行器的温度控制,实验结果表明了该控制策略可以保证GMA工作在恒温,验证了策略的有效性;对超磁致伸缩材料微驱动应用具有实际的工程意义。     

A buffering method for quadruped robots based on active impedance control①

Compared with wheeled or tracked robots , legged robots exhibit advantages on agile locomotion and higher survival chance for deadly impacts .A buffering strategy is proposed for quadruped robots with non-extreme initial attitudes from the end of air-righting to the steady standing on the ground . This approach consists of landing phase , buffering phase and recovering phase .The variable stiff-ness control, proportional-derivative(PD) force control and foot trajectory planning are applied to the joints of quadruped robots until the end of the recovering phase .The PD parameters are tuned according to the desired performance of each phase .The above approach is verified on a virtual plat-form.