网络机器人遥操作实现研究

通过将网络与机器人合成,阐述了基于TCP／IP协议通信在工业控制系统中的实现方法,为控制系统实现提出了一个新思路。     

遥操作机器人系统的预测控制

遥操作机器人系统传输通道中存在通讯时延，造成系统不稳定和操作性能降低等问题．为了消除或减少时延的影响，利用前向神经网络建立环境模型，通过神经网络模型预测从机械手受力，并用时间前向观测器预测从机械手状态；然后用力、位置和速度反馈对系统进行设计，使得系统在环境模型未知的条件下稳定，还能获得良好的透明性；最后，将预测方法与无源控制方法进行切换，保证系统在环境剧变时的稳定性．实验结果表明了该方法的有效性．     

基于Internet机器人遥操作系统的实现

借助于Internet资源的诸多便利条件,为建立基于Internet的机器人遥操作系统实验平台,构建了双向力反馈遥操作机器人系统的框架结构,系统设计着重考虑了客户端、WEB服务器、机器人服务器等之间的接口和实现方法,给出了各个模块的具体实现方法,实现了系统的遥操作.对所设计的系统进行了多项测试,测试结果表明系统达到了设计的要求.图3,参8.     

基于虚拟现实技术的网络控制机器人系统研究

遥操作机器人的特点决定了其与虚拟现实的特殊关系,虚拟现实技术为机器人领域提供了强有力的技术手段.本文阐述了遥操作机器人和虚拟现实技术的基本内容,研究现状和技术特点,并指出了研究基于虚拟现实技术的遥操作机器人系统的必要性.     

竞争型遥操作机器人实验系统研究

基于网络遥操作多机器人系统的作业目的,介绍了竞争型MOMR与协作型MOMR的特点.在此基础上,首次提出了竞争型遥操作机器人系统理想的测试平台一种基于Internet的C/S模式的足球机器人遥操作实验系统,描述了系统开发中的若干关键技术,如系统组成、体系结构、服务器端控制系统结构和遥操作客户端的关键技术等,给出了Internet性能测试实验实例.通过国际遥操作足球机器人比赛,证明了该系统具有良好的交互性、实时性和稳定性.     

机器人网络遥操作仿真系统设计

建立了机器人的运动学模型，然后基于Delphi开发平台，应用OpenGL强大的图形功能，建立了主、从式机器人三维仿真模型：并在此基础上根据系统体系结构设计思想对机器人遥操作仿真系统进行设计，开发出一套基于网络的机器人遥操作仿真系统。并且对Delphi中网络控件TclientSockel和TserverSocket进行编程，实现了机器人控制命令和反馈数据在局域网上的实时双向传输，从而完成了主从式机器人的网络遥操作。仿真实验结果表明，该仿真系统是准确可行的。     

混杂动态系统的建模与控制

混杂动态系统是由连续变量动态系统与离散事件动态系统相互作用组成．本文提出用ＳＩＧＮＡＬ语言对松耦合ＨＤＳ进行建模和分析的方法，并对这类系统的控制问题进行讨论．     

遥操作康复机器人系统的透明性研究

针对遥操作康复机器人系统通信时廷引起系统性能下降问题,通过建立系统的等效电路图,采用阻抗匹配的方法分析了系统在有时延和无时延两种情况下的透明性.仿真实验结果表明该方法的有效性,时延下的系统在保证稳定的基础上实现了良好的透明性.     

时延力觉临场感遥操作机器人系统预测控制研究

通讯时延是造成力觉临场感遥操作机器人系统不稳定和操作性能下降的关键因素，针对时延问题，提出了一种适用于时延力觉临场感遥操作机器人系统的广义预测控制方法，该方法通过预测控制器产成实时的预测力反馈以消除时延的影响．此外，为使该方法应用于遥操作机器人未知环境作业，本采用AUDI辨识算法对环境模型进行辨识．构造实验系统，通过实验验证了该方法的有效性．     

遥操作康复机器人系统的透明性研究

针对遥操作康复机器人系统通信时延引起系统性能下降问题,通过建立系统的等效电路图,采用阻抗匹配的方法分析了系统在有时延和无时延两种情况下的透明性。仿真实验结果表明该方法的有效性,时延下的系统在保证稳定的基础上实现了良好的透明性。     

受限机器人系统的力与关节的Hybrid控制

使用矩阵代数理论研究了受限机器人系统的力与关节的ｈｙｂｒｉｄ控制问题,导出了一种新的力与关节的鲁棒自适应控制器设计方案。     

并串联复合机器人的一种鲁棒控制

提出一种由3自由度平动并联机构和放大机构组成的新型并串联复合机器人．为了减小负载变化以及机构参数变化对系统响应特性的影响,对3自由度并串联复合机器人控制系统设计了一种基于Lyapunov方法的鲁棒控制器,并证明了这种鲁棒控制器能够保证事实稳定．理论分析与仿真结果表明该控制器能明显改善机器人的轨迹跟踪精度．     

机器人作战平台操控终端系统的设计

针对机器人作战平台应用环境和作战特点,设计了机器人作战平台操控终端系统.应用单片机STC89C52RC和ADC0809构建控制指令采集系统的方法,以查询的方式将采集的控制指令通过串口以预定的通信协议传给单板机,并通过无线通信网络传给远端的机器人以实现其监控;同时操控终端系统接收机器人作战平台传感器采集的信息并显示.实验结果表明,利用操控终端操作者可对机器人作战平台进行实时、高效的操控和监视.     

一种机器人动力学控制方案

在实现机器人手臂非线性解耦的基础上,提出一种动力学控制方案和改进方案,后者能自动适应对各种不同运动轨迹的跟踪.该方案针对Motoman-L10W焊接机器人进行了数字仿真试验,其结果显示了所设计的控制器具有良好的动态跟踪特性和鲁棒性.此外,还进一步探讨了实现控制算法的可能性.     

基于自适应网络的动态双足机器人模糊控制

提出一种基于步态规划分级结构的自适应网络模糊推理系统控制策略,该方法不需要确定双足机器人运动学和动力学模型.以一种动态双足机器人为例,建立机器人的Sugeno模糊模型,对机器人系统的不确定上界进行自适应参数估计,采用自适应控制器逼近未知不确定界,解决了一类非线性系统的稳定控制问题.控制器的设计只要求不确定性满足匹配条件,而无需知道不确定界,能够处理不确定参数变化范围更广的情况,减少控制系统设计中的保守性.设计的分级控制系统可以学习试验的输入输出数据,从而在动态平衡下进行行走.同时,模糊控制器的进一步在线学习能力可以显著地改善步行机器人的动态性能.     

救援环境下基于遥操作的机器人控制系统研究

结合救援机器人作业环境的要求,开发出基于客户端/服务器模式的远程控制平台。该平台实现了通过无线网络实时传输各类数据和控制命令,客户端再现了机器人的工作环境和状态。并在此基础上进行了机器人实时操作测试。从测试实验结果可以看到,目前基于无线局域网进行机器人的遥操作是可行的。     

液压并联机器人的动态神经网络控制研究

针对液压并联机器人运动过程中各单缸伺服系统的参数时变和耦合力扰动问题,利用在前馈型网络增加反馈环节的方法,设计了一种新型动态神经网络,并将该动态网络作为智能控制器应用于单缸伺服系统,同时根据能全面衡量系统性能的综合目标函数,推导出网络控制学习算法.仿真及试验结果表明,这种控制器的设计不依赖于系统模型,对于单缸系统的参数时变具有自适应性,对于耦合力扰动具有强鲁棒性,控制结果显示系统具有良好的静动态性能.     

机器人多指手的位置一力混合控制

分析了一类机器人多指手的动力学模型的特点,针对这类机器人多指手在运动和抓握２个过程中动力学特性有根大差异的特点,提出了１种切实可行的位置─力混合控制方案,并成功的应用于北京科技大学双拇指手控制系统。     

自主机器人燃料电池多能源动力系统

为解决传统蓄电池机器人能量密度低、充电时间长等问题,采用质子交换膜燃料电池与镍氢电池混合构成自主机器人多能源动力系统的方案,并对动力系统拓扑结构及优化目标进行了分析.分别设计动力系统在启动、加载、制动及匀速运动工作模式下的能量流控制策略,并根据机器人运行轨迹及实时运行状态切换各模式下相应控制器对系统进行控制.仿真结果表明:多模型控制能提高整个动力系统的经济性,且燃料电池得到了保护.     

Open Architecture of Single-processor Real-time Robot Control System Based on Windows NT

This paper introduces the architecture and implementation of an industrial robot control system based on Windows NT. This robot control system, which is based on a single-processor structure, can run on general industrial computers. Owing to using Windows NT's real-time extension RTX, the control system can achieve good realtime performance and friendly user interface in one general-purpose operating system. A three layer hierarchical architecture of control software is proposed to make the system more scalable and flexible. Furthermore a communication and configuration system is implemented to enable modules to communicate with each other, which make the control system scalable and flexible.