基于强化学习的连续型机械臂自适应跟踪控制

针对空间主动碎片清除操作中连续型三臂节机器人系统跟踪问题,提出一种基于强化学习的自适应滑模控制算法。基于数据驱动的建模方法,采用BP神经网络对三臂节连续型机械臂进行建模,并作为预测模型指导强化学习实时调节所提出滑模控制器的控制参数,从而实现连续型机器人运动的实时跟踪控制。仿真结果表明：提出的数据驱动的预测模型对随机轨迹预测的相对误差保持在±1%以内,能够高精度地反映系统动态特性。对比固定参数的滑模控制器,提出的自适应控制器在保证系统达到控制目标的同时具有更低的超调量和更短的调节时间,表现出更好的控制效果。     

智能车辆弯路换道轨迹规划与横摆率跟踪控制

对自动化公路系统弯路上智能车辆换道控制进行了研究.假设期望的侧向加速度满足正反梯形的约束条件,考虑起始车道和目的车道曲率的差别,提出了一种弯路上车辆换道轨迹规划方法,推导了换道时车辆在惯性坐标系的期望运动状态计算公式;根据车辆期望运动状态计算了车辆换道时的期望横摆角、横摆角速度和横摆角加速度;假定依靠角速度传感器获得横摆角速度信息,基于车辆侧向动力学模型,采用非奇异终端滑模控制方法,设计了横摆角速度跟踪车辆换道滑模控制规律.基于李雅普诺夫稳定性理论,采用相平面法,对控制系统的有限时间收敛性进行了分析.仿真结果显示,若不考虑内外侧车道曲率差别,规划的期望换道轨迹,在换道结束时与目的车道位置之间总是存在偏离,偏离程度随曲率半径减小而增大;本文考虑内外侧车道曲率的差别,能得到无偏差的期望换道轨迹;设计的横摆率跟踪控制规律能实现对换道轨迹的理想跟踪.     

基于模型预测控制的移动机器人户外导航方法

针对户外巡检、户外清洁、智能农业等户外场景对自主机器人的使用需求,设计了一种具有很强实时性和稳定性的移动机器人户外导航方法。移动机器人收到户外GPS航迹点后,使用激光雷达实时获取周边环境点云并构建局部栅格图,在栅格地图内使用基于路段走向改进的A-star算法搜索局部避障路径,最后设计使用模型预测控制器以跟踪避障轨迹。为了验证该导航方法的可行性,在仿真和户外环境下分别进行了对比实验,实验结果表明所生成的轨迹稳定平滑并能有效避障,模型预测控制器轨迹跟踪精度高、耗时短,实现了户外移动机器人高效率、稳定导航。     

基于滑模观测器的四旋翼无人机全回路解耦控制

针对四旋翼无人机复杂轨迹跟踪控制面临的多通道耦合、强非线性以及多源干扰等问题,考虑四旋翼无人机的位置回路、姿态回路动态跟踪误差和执行机构实现过程,提出了一种全回路轨迹跟踪控制方案.首先,将四旋翼无人机轨迹跟踪控制问题转化为位置回路和姿态回路的指令跟踪问题;其次,将不同通道之间的耦合以及多源干扰影响视作集总干扰,并基于高...     

南昌市大气复合型超级站网选址的分析研究

南昌市拟建立大气复合型超级站网,以此来构建细颗粒物（PM2.5）与臭氧（O3）污染协同防控支撑体系。介绍了大气复合型超级站网的建设目标、选址原则和依据,并且利用2020年南昌市大气国控站点数据、HYSPLIT后向轨迹模式和潜在源贡献因子（PSCF）和浓度权重轨迹（CWT）分析了本地污染物分布特征、南昌市大气污染物传输通道情况和潜在源区,提出了适合南昌市环境监测体系现状的大气复合型超级站网建设方案,为其他区域大气复合型超级站网建设与运行提供借鉴。     

基于LCSS的异常轨迹检测算法

当今社会移动终端设备在极大便利人们生产生活的同时产生了海量轨迹数据.如何利用轨迹数据检测犯罪嫌疑人在物理空间中的异常行为成为公共安全领域的研究热点.基于行为人的GPS坐标数据,研究设计异常轨迹检测算法.对于某人在一段时间内的轨迹数据,首先将其划分为若干停留区域,未被停留区域覆盖的轨迹点被直接去除;然后将每一个停留区子轨...     

基于Matlab的开放式六自由度机器人控制系统研究

针对工业机器人控制系统算法封闭的现状,自主设计了一套基于Matlab的开放式六自由度机器人实时控制系统,采用模块化分布式的控制方式,上、下位机以CAN总线进行实时通信,上位机运用基于模型设计的流程进行机器人控制器的开发;下位机以DSP为主控制器,设计6个机器人关节驱动器.控制系统将机器人正运动学、逆运动学、轨迹规划以及通信算法全都融入其中,并且本开放式平台将系统仿真、研发设计、功能测试等环节都统一在Matlab环境中,提高了开发效率.通过仿真和试验验证,该平台能够较好地控制六自由度机器人,具有实时控制、实时监测的功能,并兼具良好的开放性能.     

基于堆料面预测模型的电铲三维挖掘轨迹规划

为实现智能化电铲在露天矿山实时节能的挖掘,提出了一种基于堆料面预测模型的能耗最优挖掘轨迹规划方法.该方法通过激光雷达获取实际堆料面点云感知外部环境,并基于点云数据,采用多项式响应面(PRS)法对堆料面形貌进行建模,实现轨迹规划中动态挖掘体积计算;然后,采用拉格朗日方程建立电铲工作装置动力学模型计算挖掘能耗,采用高次多项式对挖掘轨迹进行插值,将挖掘时间和能耗分别作为优化变量和优化目标,以挖掘过程中几何条件与电机性能等为约束,实现真实料场环境中高效的三维挖掘轨迹规划.实验结果表明,基于多项式响应面法的堆料面模型精度能达到95%以上且建模时间在0.05 s内;挖掘轨迹规划可满足实时性要求,计算结果可靠且所得轨迹能有效应用于电铲自主挖掘.     

工业机器人时间一冲击最优轨迹规划

提出了一种基于改进遗传算法的时间-冲击最优轨迹规划算法,所提算法采用五次多项式插值方法对轨迹规划进行连续性控制,并引入海明距离和欧氏距离对遗传算法的交叉和变异策略进行改进.仿真结果表明,所提算法性能更优,能够更好地规划出时间-冲击最优轨迹.     

快速室内视觉同步定位与建图研究

家居机器人技术一般应用视觉同步定位与建图(SLAM,Simultaneous Localization and Mapping)来实现定位与构建导航地图,如何实现视觉SLAM系统快速准确定位和构建丰富环境信息的地图已经成为视觉SLAM研究的热点问题.本文将光流法与关键点结合,加快视觉SLAM的数据处理速度,并添加稠密点...