机械臂位置跟踪自适应反演滑模控制律设计

针对机械臂位置跟踪控制问题,设计了一种新型自适应反演滑模控制律。该方法利用机械臂各关节的位置和速度误差建立了滑模面函数,并根据反演原理设计了反演滑模控制律。然后,通过设计合适的自适应律对外部扰动进行在线补偿,降低了系统对外部扰动的敏感性,有效地抑制了系统的抖振。最后利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性。仿真结果说明该控制律具有较好的控制性能。     

一种小型模块化球形探测机器人系统设计实现

搜救、安保等领域探测设备一般较为笨重,使用不便。提出了一种创新结构的小型模块化球形探测机器人系统,体积小巧、使用灵活,可通过磁力连接固定装置,将核心模块与机动模块快速组合,满足不同场景的探测任务需要。机器人系统通过鱼眼摄像头、高清摄像头等传感器进行环境感知,以树莓派及英特尔神经计算棒进行低功耗嵌入式计算,能够实现图像的实时处理和复杂场景下的多目标检测。通过原理样机实验,证明了所提出机械、电气设计和基于深度学习的目标识别方法的可行性和有效性。     

移动机器人网络运动协调的控制与仿真

研究移动机器人网络运动协调的仿真框架与分散控制律的设计。建立了传感范围有限、差速驱动移动机器人网络的数学模型:单个机器人的运动由运动学与动力学方程描述,且驱动力矩和速度有限;有向图和proximity图分别描述机器人间的通信网络和互感网络。设计了基于MATLAB/SIMULINK的运动协调仿真框架,并在此基础上设计了带速度约束的平行运动与自组织编队生成协调控制律。仿真结果证明控制器设计的有效性和仿真框架对不同分散控制律的适用性。     

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.     

机器人yoyo轨迹规划与控制

以机器人yoyo运动控制为例,提出了一种针对周期性动态系统进行轨迹规划的通用方法.把yoyo达到底端时机器人机械臂的高度作为中间状态,通过逐个循环逐个阶段求解该最优问题,可得机器人的参考轨迹和名义控制,同时也可以得到被控对象相应的返回映射.该方法也可用于其他类似的周期性动态系统.     

力觉临场感遥控作业虚拟现实系统研究

虚拟现实技术是目前解决力觉临场感遥控作业系统时延问题的一种强有力工具．本文研究了遥控作业虚拟现实系统的构成和实现原理,针对力觉临场感遥控作业系统时延问题提出了一种力觉虚拟现实实现算法,并构造实验系统验证了该算法的有效性．     

自动铺丝机器人Jacobian矩阵空间算子代数描述

应用空间算子代数理论,在mathmatica环境下对7自由度自动铺丝机器人的Jacobian矩阵进行了求解．通过对采用空间算子代数求解的自动铺丝机器人的Jacobian矩阵和采用微分法和矢量叉积方法得出的Jacobian矩阵进行对比,发现用空间算子代数理论求出的机器人的Jaco—bian矩阵形式简捷和具有明确的物理意义,并且对于任意结构形式的串联机器人的空间算子代数形式的Jacobian矩阵都具有解析的表达形式．研究表明采用空间算子代数求解串联机器人的Jacobian矩阵也是一种行之有效的方法．     

自动驾驶机器人关键技术及应用

 自动驾驶机器人可代替驾驶员进行可靠性、危险性和高精度的车辆道路试验。以一款自主开发的自动驾驶机器人为研究对象,介绍自动驾驶机器人功能和结构,分析自动驾驶机器人的关键技术,开发自动驾驶机器人在车辆道路测试试验、车道保持、跟车、换道和远程驾驶方面的应用。     

基于概率方法的机器人铣削加工颤振稳定性研究

将可靠性概率方法引入到机器人铣削模态耦合颤振预测中,首先建立可靠性模型,得到极限状态方程.其次,应用四阶矩法计算其可靠度和灵敏度以分析各参数对于铣削加工稳定性的影响.最后,基于机器人铣削加工骨头的工程背景给出了一个算例研究.结果表明:机器人两自由度方向的刚度、切削力系数和加工进给方向会影响铣削加工的稳定性;在一定范围内,增加X方向刚度,降低Y方向的刚度,减小切削力系数以及合理选择加工进给方向有利于避免模态耦合颤振的发生;系统对于切削力系数的变化相较于X,Y方向刚度更加敏感,对稳定性的影响更显著.     

仿鱼推进的实验研究

模仿金枪鱼的摆尾推进方式,制作了单尾仿生机器鱼.实验测量了机器鱼的航行速度、阻力和系泊状态时尾鳍摆动产生的推力.针对单尾鳍摆动存在的机器鱼的摇艏问题,进一步设计出双尾鳍仿鱼推进器,并将其应用于小水线面双体船,制作了仿生双尾推进的实验平台.在水池中进行了实验研究,结果表明:仿生双尾推进不仅解决了单尾机器鱼游动时的鱼体晃动问题,而且还具有优良的推进效率和操纵性能.作为一种新型的仿生推进器,仿生双尾推进具有广阔的工程应用前景.