具有万向机构的蛇形机器人运动控制

设计了一种能够使蛇形机器人运动更灵巧、奇异点更少和运动能力更强的机构 ,对具有三个自由度的新型蛇形机器人单元进行了改进 ,在单元上增加被动轮机构 ,使其具有万向机构的特点。该单元不仅能够用被动轮驱动机器人运动 ,而且增加了类似于主动轮的驱动机构 ,克服了被动轮驱动能力弱的缺点 ,增强了机器人的运动能力。在分析非完整约束的基础上 ,对蛇形机器人的运动学和冗余度进行分析 ,提出了控制该类蛇形机器人运动的分解矩阵方法和分组交替运动法。

模型无关的无定标视觉伺服控制

本文首先介绍了视觉伺服的一般原理 .然后提出了一种模型无关的无定标视觉伺服控制方法 ,在这种方法中不需要机器人模型和摄像机模型 ,应用方差最小化的原理推导出了模型无关的无定标视觉伺服控制律 .此外还给出了图像雅可比矩阵的递推公式 .文章最后通过一个轨线跟踪的仿真实验验证了算法的正确性和有效性

基于多Agent可重构机器人控制方法的研究

根据多 Agent理论中的协商、合作机制和可重构机器人结构的分布性 ,将集中式的机器人控制分配到一组关节 Agent中 ,每个 Agent控制机器人的一个关节 ,使用这种分布式方法 ,得到了一种新的通用机器人控制方法 ,即将关节机器人的复杂控制转换为多个简单子系统的控制 ,该方法可应用于具有不同构型的机器人系统 ,特别适用于可重构模块化机器人的控制。利用微分运动理论提出了一种新的决策方法 ,便于 Agent之间的合作与协商。仿真实验结果表明该方法是一种可行的机器人控制方法

基于模型扰动抑制的直线伺服系统设计

针对高精度、微进给永磁直线交流同步电机 (PMLSM )驱动系统 ,采用基于模型的扰动抑制 (MBDA)方法 ,对诸如摩擦力、切削力、负载变动之类的扰动进行抑制。MBDA是利用一个与系统并行的标称模型 ,通过输出反馈 ,将系统输出与标称模型输出进行比较 ,得出误差信号 ,并通过设计一个补偿器将误差信号反馈给被控对象的输入端 ,从而实现扰动抑制。同时 ,针对速度环设计了积分 -比例 (IP)控制器 ,以满足系统快速跟踪指令的要求 ,并且其具有较强的抗扰动能力。仿真结果表明 ,该控制方法响应速度快 ,抗干扰能力强

微型ROV控制装置及控制方法

介绍了一种基于嵌入式ARM9技术的微型ROV的控制装置及控制方法。该装置可以同时进行两通道串行通讯,实现微型ROV的视频信号、潜水深度、艏向角度、纵倾角度、横摇角度、电子舱温度等数据的采集和与上位机的通讯传输;该装置可以采集16路模拟量信号和12路数字量信号,输出4路模拟量信号和12路TTL电平信号,实现推进器、水下灯、水下摄像机、云台等ROV功能器件的驱动。该装置具有通讯能力强、集成度高、功耗低等特点,可以满足微型ROV所有的常用功能要求。

水下机器人的神经网络自适应控制

研究了水下机器人神经网络直接自适应控制方法,采用Lyapunov稳定性理论,证明了存在有界外界干扰和有界神经网络逼近误差条件下,水下机器人控制系统的跟踪误差一致稳定有界.为了进一步验证该水控制方法的正确性和稳定性,利用水下机器人实验平台进行了动力定位实验、单自由度跟踪实验和水平面跟踪实验等验证实验.

基于模糊神经网络水下机器人直接自适应控制

提出了基于广义动态模糊神经网络的水下机器人直接自适戍控制方法,该控制方法既不需要预先知道模糊神经结构,也不需要预先的训练阶段,完全通过在线自适应学习算法构建水下机器人的逆动力学模型.首先,本文提出了基于这种网络结构的水下机器人直接自适应控制器,然后,利用Lyapunov稳定理论,证明了基于该控制器的水下机器人控制系统闭环稳定性,最后,采用某水下机器人模型仿真验证了该控制方法的有效性。

自适应LQR方法在载人潜水器动力定位中的应用研究

根据我国正在研制开发的某深海载人潜水器的特性及其对载人潜水器动力定位控制的要求,采用最优控制方法LQR与递推辨识系统参数相结合的方法———自适应LQR方法进行控制。仿真结果表明这种方法具有良好的控制效果。

一类载人潜水器的改进LQG控制研究

针对一类载人潜水器(MSV,MannedSubmersibleVehicle)在动力定位中多自由度之间存在的强耦合、非线性,以及系统参数的时变特性,文章采用带遗忘因子的递推最小二乘法和平方根法对系统参数进行辨识,然后在状态空间进行多输入多输出(MIMO)线性系统的最优控制研究。仿真结果表明,该两种改进LQG控制方法对于外界扰动以及系统的参数时变具有良好的控制效果,控制精度得到提高,为实际载人潜水器控制系统的多自由度动力定位控制提供了坚实的依据。

一种新的仿人控制方法研究

以模拟人对混水阀的调节过程为基础,提出一种新的仿人控制算法.该控制算法模拟人在控制时的粗调和微调,并使控制量逐步逼近最终稳定控制量的过程.算法中的参数具有明确的物理意义,可根据不同的控制指标方便地调节,并且能够获得足够的稳态误差.采用本文控制算法,不需要有精确的被控对象模型,即使在有较大干扰的情况下,仍可以获得较好的控制性能.

无缆自治水下机器人控制方法研究

以成功研制的无缆自治水下机器人 (AUV)为基础 ,对其航行控制和定位控制方法进行了较详细的分析 .同时介绍了它的推进器布置、控制系统结构、推力分配等方法 .最后展示了它的运行实验结果 .

六功能水下机械手的变结构控制方法和应用研究

随着各国对海洋资源开发利用的加剧，水下机械手作为作业型水下机器人首选配置的一种通用作业工具，应用范围不断扩展，而现有的水下机械手采用主从控制方式，在水下复杂的作业环境下精度及效率不高，限制了水下机械手的使用。引入监控模式的机械手系统是水下机械手发展的一个主流方向。本课题就是以实现机械手的监控模式为目标，针对在实现监控式机械手过程中遇到的两个鱼待解决的难题：机械手的实时运动学逆解和复杂条件下满足高精度轨迹跟踪要求的控制方法，以六功能水下机械手为对象展开并完成课题工作。本文的主要研究成果分为以下三个部分：针对此机械手运动学逆解不能简单由解析方式给出的特点，本文提出运用基于约束最优化的变尺度算法。运用惩罚函数和二次插值选取迭代步长，保证了搜索的有效性；没有直接求解二阶导数，不存在奇异解。该算法是超线性收敛。对实例的求解证明了该算法的快速性和在解决此水下机械手在线轨迹规划时的有效。针对现有的水下机械手关节位置控制中采用PID控制算法而存在的一些缺点，本文以电液位置伺服的肩转关节为例，进行了滑模控制方法的研究。设计了单关节的滑模控制器，并把简化后的滑模控制器运用到实际的控制系统中，仿真和实验结果表明在复杂条件下滑模控制与PID控制相比有高精度和快速的跟踪性能。针对滑模控制的“颤振”现象，引入模糊控制的思想，设计了单关节的模糊滑模控制器，仿真和最终的实验证明了运用模糊滑模控制能有效消弱“颤振”，系统有良好的跟踪性能。针对原有的控制系统不适合于监控方式的机械手控制的特点，重新设计了水下机械手的水下控制器，组建了基于RS－485通讯，以PC机为上位机系统和89C52为下位机系统的机械手两级控制系统，并在这个人机界面友好、工作稳定的系统上完成了本文所有的实验。

混凝土泵车浇筑过程机器人化探讨

对混凝土泵车布料机构的运动姿态调整采取了最优控制 ,解决了泵车机器人化的运动分析的臂解问题 ,论述了泵车动态分析中应解决和注意的问题 ,给出了泵车控制自动化的程序流程图和控制系统图 ,从而为提高泵车施工过程的自动化和泵车的机器人化提出了新的思路

基于加速度传感器反馈控制的谐波驱动系统的研究

在机器人驱动中经常采用谐波传动。但谐波减速器的柔性、非线性摩擦、随速度波动、低阻尼等因素会给负载端带来振动 ,导致工作端的轨迹跟踪精度不高。为了抑制其振动 ,实现高精度轨迹跟踪控制 ,提出利用加速度传感器反馈控制来抑制负载端的振动、力矩干扰和动力学效应 ,提高其响应性能。理论分析和实验结果证实了提出方法的可行性。

一种具有波浪补偿和防晃功能的船用起重机

船用特种起重机是指在海浪环境中进行起吊作业的专用起重机器人，其需要解决的主要问题是波浪运动的补偿和摆动的抑制。本文针对此采用并串联结构机器人的理论和技术，提出了能实现海浪补偿与防晃一体化的起重机方案，对方案的机构原理、测量方法、控制方法和非对称液压缸的建模等都进行了具体的分析与论证。最后得出结论：现有技术水平能够实现海浪补偿与防晃一体化，研制特种起重机是可行的。本项研究的科学意义在于探索在海浪环境