多翼自治水下机器人动力学建模与姿态控制

为了提高多翼自治水下机器人姿态自主控制的稳定性和控制性能,设计了基于多翼水下机器人全参数控制模型的姿态控制系统.首先对多翼自治水下机器人进行运动学和动力学分析,建立多翼自治水下机器人的全参数运动控制模型;在此基础上建立多翼自治水下机器人整体控制系统,设计基于线性二次型最优控制的多翼自治水下机器人姿态控制器;最后进行多翼自治水下机器人姿态控制仿真实验.结果表明:在给定的外界干扰下,多翼自治水下机器人能够快速稳定跟踪目标姿态,所建立的控制器以及控制模型能够满足多翼水下机器人姿态的自主控制需要,达到设计目标.     

电厂冷凝器清洗机器人设计与控制方法研究

提出了面向电厂冷凝器清洗的新方法,它以高压水清洗为主、以化学药剂清洗为辅,通过智能清洗机器人实现电厂冷凝器的自动化在线清洗.首先设计了水下冷凝器清洗机器人的体系结构,给出了清洗机器人的机械与电气结构,在此基础上,为实现机器人的高效清洗,设计了机器人的分布式控制系统,提出了水下作业环境下二关节机器人的控制方法,建立了模糊高斯基神经网络控制系统结构,通过BP学习算法进行神经网络训练.最后,仿真实验表明:提出的控制方法在动态性能和稳定性方面优于传统的控制方法,非常适用于水下环境的清洗控制.     

基于非对称模型的水下机器人全局指数镇定

针对水下机器人的水平面镇定控制问题,提出了一种基于非完全对称(前后不对称,左右对称)模型的全局指数镇定控制方法.建立了非完全对称水下机器人的运动模型,通过设计控制输入的反馈变换,得到简化的水下机器人镇定控制系统;基于非线性反步法,设计了水下机器人速度的虚拟输入,从而实现了位置和姿态角的镇定控制;通过对虚拟输入误差的镇定设计,得到了水下机器人系统的全局指数稳定控制律,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了所设计控制器的稳定性.最后通过仿真实验验证了所设计的反步镇定控制器的有效性和可靠性,同时通过与传统基于完全对称(前后、左右均对称)模型的水下机器人运动控制方法比较,验证了基于非完全对称模型控制算法的优越性.     

危险品弹药遥操作搬运机器人的研究与开发

针对危险品弹药处理设计了一种遥操作搬运机器人,该机器人由车载远端控制系统和监控平台组成.详细阐述了整个硬件设计方案以及软件流程,具体介绍了各功能模块的系统组成和结构特点.测试表明该机器人工作可靠,能够满足处理危险弹药任务的要求。     

水下机器人视觉控制系统的设计与实现

主要介绍了如何利用目前较先进的水下摄像机实现水下机器人视觉系统的设计,并通过计算机串口对集成微处理的控制实现了摄像机的缩放、变焦功能以及水下灯光的开、关等控制任务,从而使水下机器人具有了较完善的视觉系统。     

水下机器人智能自救系统

结合某型水下机器人智能自救系统的研制工作,介绍了该系统的工作原理和体系结构,采用基于模糊推理和专家系统相结合的方法,实现水下机器人故障诊断和智能自救决策,同时详述了基于电机驱动和爆炸驱动方式的自救系统执行机构,以及基于冗余CPU热备份技术的释放控制系统.     

我国研制成功长航程水下机器人

中国科学院沈阳自动化研究所自上世纪90年代初开始自治水下机器人的研究开发工作。在国家“863”计划的支持下，沈阳自动化研究所与国内外多家单位合作，相继研制成功了我国第一台自治水下机器人——潜深1000m的“探索者”号原理样机和我国潜深最大的自治水下机器人——潜深6000m的“CR-01”和“CR-02”两型实用样机。该样机主要技术指标均达到设计要求，并在控制系统体系结构、     

水下软体机器人柔性驱动方式及其仿生运动机理研究进展

 随着水下作业要求的增加以及软体机器人技术的发展,水下软体机器人的研究成为水下机器人的一个前沿方向。用人工肌肉实现驱动控制并能实现仿生运动的水下软体机器人成为相关领域的研究热点。本文介绍现有水下软体机器人中7类人工肌肉驱动方式,再根据水下软体机器人推进形式,按5种仿生运动形式介绍了现有的水下软体机器人,最后展望了水下软体机器人未来在水下勘探的应用前景。     

机器人装配自动线集散控制系统

本文介绍一个用于吊扇电机装配的机器人装配自动线的集散控制系统。该控制系统由一台ＡＳＴ３８６／ＳＸ微型计算机，一台Ｃ２００Ｈ可编程控制器（ＰＬＣ），八台Ｃ系列小型可编程控制器（ＰＬＣ），五台机器人控制器和三台ＭＣｈ－５１单片微机组成。该系统实现了对机器人装配自动线的作业任务的执行控制，作业协调控制，运行状态的监控和生产报表的统计与输出。文中还介绍了集散控制系统的硬件设计和软件设计。     

控制动作下带缆遥控水下机器人的水动力特性

首先利用模糊神经网络算法构建了基于完整的带缆遥控水下机器人水动力数学模型的控制器,对水下机器人多自由度上的轨迹和姿态进行控制;然后,针对传统螺旋桨推进力分析方法中的缺陷,引入神经网络相关理论并结合计算流体方法对推进力和转速之间的相互关系进行辨识和换算;在此基础上构建了一个完整的、包括模糊神经控制器、机器人水动力数学模型以及推进力和转速换算模块的带缆遥控水下机器人控制系统;最后,在考虑系统各部分间相互影响的前提下进行了水动力特性的整体分析和计算.数值计算结果表明,所建立的控制系统可以对带缆遥控水下机器人进行有效的轨迹和姿态控制,文中方法可以从整体的角度分析一定控制动作下水下机器人的水动力响应.     

水下机器人控制系统设计与仿真

设计一款小型有缆水下机器人,搭建以滑模控制器为核心的软、硬件平台,改进有缆水下机器人传统滑模控制器定向、艏向与姿态控制在平衡面不稳定的情况,把定深控制器、艏向控制器和姿态控制器计算得到的控制量并联输出,作为脉冲宽度调制调节量对电机调速.用Matlab/Simulink仿真软件对定深控制、艏向控制和姿态控制进行滑模控制器算法仿真,仿真结果验证了有缆水下机器人滑模控制系统的有效性和稳定性.     

一种轻型水下机器人控制系统的设计和实现

文章针对水下机器人运行环境的特殊性,设计并构建了一款轻型水下机器人;对其控制系统进行了总体设计,并搭建了以STM32微控制器为核心的软硬件平台;根据该机器人的结构特点和运动特性,分别设计了单级和串级比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器对机器人进行深度及姿态控制,将姿态控制器和深度控制器计算得到的控制量并联输出,作为脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)调节量对电机调速;最后通过水下试验验证了控制算法和控制系统的有效性和可靠性。     

自主导航水下勘测机器人

该文设计的主要思路是应用网络来完成图像的识别并且进行处理,与在水下工作的机器人系统进行通信,该系统成功制作完毕后能够通过联网进行视频动画的传输。在光缆的应用上选择使用RS485作为控制总线,光缆线完成电信号的传输,通过加在光缆和以太网之间的光纤收发器,进行对光电信号的转换。光纤收发器的一端连接交换机,而交换机的一端连接双绞线直到水面平台。在创新应用方面,该设计提出了通过网络远程监控水下勘测机器人的功能完成度。在实际应用中,一些专家不能亲临现场指导,这样通过网络远程监控就能完成,节省了人力、物力、财力,使得水下勘测机器人的技术更加科技化。     

水下机器人改进S面控制及系统半实物仿真

针对S面控制器参数调整困难的问题,研究了改进的粒子群优化(MPSO)算法,自寻优确定S面控制器的控制参数,实现了S面控制器参数优化计算的快速收敛,避免了局部峰值的徘徊.同时,针对某水下航行器的运动控制系统,设计了控制半实物仿真系统,阐述了仿真系统的总体结构和水下机器人空间运动的非线性数学模型.仿真结果真实可靠地反映了水下机器人运动过程,验证了本文控制器对机器人的控制效果,对实际下水实验提供重要参考.     

冷凝器清洗机器人动力学分析及自适应控制

设计了水下冷凝器清洗机器人的机械和电气系统,考虑到浮力、水流阻力等因素的影响,建立了冷凝器清洗机器人的水下动力学模型.针对工作环境复杂的特点,提出了一种自适应控制策略,该控制律结构简单,鲁棒性强,能够对系统中的未知和不确定性因素进行有效补偿.设计过程采用了Lyapunov方法,保证了控制系统的稳定和收敛.仿真结果表明,该控制器性能稳定,具有良好的轨迹跟踪能力,同时也验证了本文建立模型的合理性.     

基于观测器的水下机器人鲁棒故障诊断

为提高水下机器人故障检测的正确率,降低故障诊断的误报率和漏报率,基于水下机器人的空间运动方程,完成了非线性滑模观测器的设计,并利用设计的观测器完成了水下机器人的系统辨识.将观测器应用于水下机器人的传感器仿真试验和推进器故障诊断的海上试验的结果验证了该方法的有效性和可行性.     

水下机器人的发展现状

介绍了国内外典型机器人的性能特点,阐述了国内外水下机器人发展的历史现状,总结了水下机器人发展中存在的一些关键问题,并对未来水下机器人领域的发展动向作出了展望。     

基于VB的教学型手臂机器人设计

机器人已代替人类广泛应用于现代工业的流水线生产过程中.介绍了教学型手臂机器人设计的总体方案,以及其结构和控制系统的设计.采用VisualBasic可视化语言进行程序设计,界面简单,易操作.采用计算机控制技术,设计了教学型手臂机器人控制系统.     

基于GPRS的机器人远程控制系统研究

设计了一种基于DSP和ARM双核处理器的新型无线远程机器人控制系统,该控制系统不仅能够实现机器人的自主工作、智能控制,而且还可以通过GPRS无线网络实现对机器人的远程控制．对该控制系统的硬件设计和软件开发进行介绍．样机试验表明,该控制器可靠性高,试验结果达到预期的设计要求,具有广阔的应用前景．     

双动力臂爬壁机器人运动吸附控制系统设计

本文设计了一种能够适应多种壁面、安全性高的爬壁机器人运动吸附控制系统.首先介绍了机器人的结构和运动原理,并详细描述了机器人吸附机理和真空回路控制原理.在此基础上,设计出一种通用双动力臂爬壁机器人运动吸附控制系统.分析表明,该控制系统工作性能良好,使该机器人吸附系统安全可靠,有较强的越障能力,能较好地适应各种材质和倾角壁面的作业要求.