竞争型机器人仿真系统设计与实现

为满足竞争型机器人系统Tele-LightSaber (TLS)对竞争博弈算法和相关的视觉伺服控制策略快速验证的要求,本文结合遥击剑TLS实验平台及其作业特点,设计并实现了基于“人机智能和谐分配”的竞争型机器人仿真系统.通过系统配置及离线编程,对实验数据再现并进行误差分析,表明本仿真系统能够较好地模拟实际系统,为TLS...     

空间机器人视觉伺服半物理仿真的原理与实现

针对在地面很难对空间机器人目标捕获过程进行微重力环境下的真实实验问题,建立了半物理仿真系统,以对图像处理、路径规划以及控制等关键算法进行验证,该系统的关键在于将"虚拟环境"与"真实环境"结合起来,利用真实视觉对虚拟环境进行3D重构,以计算目标的相对位置和姿态,实现对视觉伺服控制的闭环仿真.从理论上推导了半物理仿真的原理,并提出了等效投影模型的标定方法,仿真结果表明了该方法的有效性.     

一种五自由度视觉伺服机器人的跟踪控制研究

提出了一种基于图像的视觉伺服机器人系统的结构，以及该系统跟踪平面运动目标的算法. 该系统有5个自由度，包括一个3自由度的机器人和一个2自由度的手腕，手腕安装在机器人末端，而摄像机安装在手腕末端. 由于具有较小的运动惯量，手腕可快速旋转，以实现对运动目标的跟踪. 而在需要时，3自由度的机器人可将摄像机移动到适当的位置， 对目标进行更为仔细的观察. 该系统实现了对运动目标的跟踪. 此外，还提出了提高系统性能的方法，实验证实这些方法是有效的.     

基于Adept机器人的视觉伺服控制系统

机器人视觉伺服控制在理论和应用等方面还有许多问题需要研究,例如特征选择、系统标定和伺服控制算法等.针对Adept机器人,提出了一种简单快速的不需要精确标定摄像机内外部参数的摄像机标定方法,完成了从被观测物体表面所在的视觉平面坐标系到机器人基坐标系的坐标变换.使用图像的全局特征,即图像矩特征进行伺服跟踪;利用所推导的图像雅可比矩阵,设计了由图像反馈与目标运动自适应补偿组成的视觉伺服控制器.将算法对静态目标的定位实验进行了验证,然后又将其应用到移动目标的跟踪上,通过调节和优选控制参数,实现了稳定的伺服跟踪和抓取.实验结果表明采用图像矩作为图像特征能够避免复杂的特征匹配过程,并且能够获得较好的跟踪精度.     

视觉伺服机器人对运动目标操作的研究

机器人视觉伺服系统是机器人领域一重要的研究方向，它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产、航空航天等方面的应用有着极其重要的意义．本文着眼于视觉伺服机器人操作运动目标这一问题，分析了建立此类系统的控制结构并指明其特点；同时，详细地阐述了三个组成环节：视觉图像处理、预测及滤波、视觉控制器的研究方法和现状．最后，分析了今后的研究趋势．     

面向竞争型网络机器人的运动目标快速检测

搭建了基于高速视觉的竞争型网络机器人系统.通过对比选取并融合了多种识别方法,设计了一套面向竞争型网络机器人的目标快速识别跟踪算法.采用动态窗口技术,并通过对不同传统方法的改进,进一步提高了该算法的实时性.本文方法能够在较复杂的背景下跟踪运动的目标机器人,具有较小的运算量及较好的鲁棒性.实验结果表明,该算法处理640×4...     

基于视频反馈和实时仿真的机器人远程控制系统

为了在保证安全和经济的前提下提高机器人远程操作的用户体验,设计并实现了一种基于视频反馈和实时仿真的工业机器人远程控制系统.提出了一套通过常见的游戏手柄对工业机器人进行控制的方法,研制了通过互联网和仿真反馈及视频反馈对工业机器人的动作进行预测和监控的平台.在此基础上根据仿真平台特点,提出了将3D碰撞检测引入系统以提高系统的安全性.最后,实验结果表明了该系统的正确性和有效性.     

空间机器人的虚拟环境建模及其仿真

参考1997年11月日本发射成功的世界上第一颗机器人卫星ETS-VII,在Indigo2工作站上利用建模工具Alias和开发软件Performer开发了机器人卫星的三维虚拟环境模型及其仿真系统.该系统仿真主要完成以下操作:1.自动地释放折叠在一起的机器人手臂;2.对任务板上的螺栓进行拧紧和拧开;3.对任务板上的部件进行插拔操作(如计算机电路板等);4.捕捉目标卫星;5.捕捉浮游的球形目标.初步取得了较好的仿真效果.     

农业机器人并联采摘臂视觉伺服控制

介绍了一种基于视觉伺服的农业机器人并联采摘系统,该系统由视觉系统、上位机、下位机、并联机构等4部分组成.视觉系统采集目标图像并传递给上位机,上位机对图像进行处理,识别和定位目标,计算并联机构的运动控制量,通过串口通信发送给下位机,下位机接收到控制量后,根据运动控制量驱动继电器模块作相应的开关动作,完成并联采摘臂的控制.实验证明:该系统对于实现农业机器人采摘作业具有可行性.     

基于DSP的足球机器人目标识别

目标识别是足球机器人视觉子系统的关键,论文对M i r o S o t中型组足球机器人视觉子系统的预处理和目标识别提出了改进的算法。基于D S P提出了改进的提取目标物体几何特征进行模式匹配的方法,实现了对复杂环境中目标物体的识别,并通过Code Composer Studio(CCS)进行了仿真测试,有较高的识别率。     

Generation of fuzzy rules and learning algorithm for servo control in holographic data storage system

Today many media of information storage device are formed as disks. Hence, next generation removable data storage media are shaped as disk types too. The holographic data storage system also uses a disk type photopolymer media. And then, holographic data storage system is most advanced optical memory system. Tracking servo and tilt servo control are very important research in holographic data storage system. In this paper, we propose intelligent servo control by fuzzy rules in holographic data storage system. Hence, we have found pattern of tilt servo control in holographic data storage system through fuzzy system and genetic algorithm. Fuzzy rules were generated by genetic algorithm for controlling tilt servo. Therefore, we control tilt servo using fuzzy rules in holographic data storage system. Consequently, Image input–output patterns of tilt servo control was found by intelligence algorithm in holographic data storage system.     

DSP伺服控制系统软件设计

文章首先介绍了DSP伺服系统软件的模块化设计,改进系统信号流图,将软件模块与信号流图模块对应,以对软件进行增量式搭建;其次介绍了利用面向对象技术设计伺服系统的方法,根据面向对象要求确定对象,再给出关键消息定义,指出伺服系统软件使用面向对象设计时应注意的问题。     

Time delay and sampling rate effect on dual-stage servo control performance

Dual-stage servo control loops are modeled for hard disk drives (HDDs) with the consideration of time delay which is due to the time taken for position error signal measurement and controller computing. The time delays are involved in controller design and the closed servo control loop is investigated to show the effects of the time delay on servo control performance. The studied actuation system is a PZT milliactuator based dual-stage servo system. The delay time within and over the sampling interval is separately considered for 62.5 kHz sampling rate. To show the effect of sampling rate on servo control performance, a control system designed with 40 kHz sampling rate is also studied. As a result, significant improvement of servo performance is attained with this increased sampling rate and a reasonable time delay for the dual-stage actuation system.     

基于PWM伺服控制及LQR的两轮自平衡移动机器人

研究两轮直立式自平衡机器人的系统结构及PWM直流伺服控制系统,加入伺服系统使得电机控制变得容易,机器人的控制也变得更加有效,并对其进行了仿真和机器实验.系统由运动装置、姿态监测传感器和控制器构成,左右车轮由2个带有光电编码器反馈的高精度直流伺服电机分别驱动,采用晶体管脉冲宽度调制(PWM)直流伺服控制系统,姿态监测使用陀螺仪和倾角传感器.建立系统的数学模型,在Matlab环境下设计了状态反馈控制器(LQR),系统具有良好的鲁棒性和稳定性.通过实验验证了系统的稳定性.一种真正的仿人型机器人实现各种灵活的行走控制,表明了系统建模、引入伺服系统和控制器设计的合理性和有效性.     

基于矢量控制的电动伺服控制系统设计

目前在航空航天等领域,电动伺服系统被越来越多地应用于火箭和导弹的矢量推进控制、飞机和导弹的舵面控制、飞机的转弯和刹车控制等;电动伺服系统作为飞行器控制系统的关键子系统,其性能直接影响着飞行器的机动性能乃至飞行安全,因而对其技术指标和可靠性都有着很高的要求;文章所介绍的电动伺服控制系统采用基于矢量控制的软件策略和基于DSP的电力电子电路设计技术,具有超调小、响应快、抗负载干扰能力强及实时性好等优点,目前已经过工程的应用验证。     

基于罗克韦尔PLC的时钟伺服控制系统

采用了罗克韦尔PLC设计了时钟的伺服控制系统.控制系统硬件主要采用罗克韦尔自动化公司的ControlLogix1756控制器、1756-M08SE运动模块、3个Ultra3000数字伺服驱动器和3个Y-1002伺服电机,其中时针、分针和秒针分别由一个伺服电机单独驱动.在此基础上,开发了控制程序和人机界面.系统实际运行结果表明,所设计的时钟伺服控制系统具有良好的可靠性和精度.     

排爆机器人运动关节的伺服系统

机器人运动关节的伺服系统是机器人控制系统的基础,伺服系统的好坏决定了机器人整体性能的优劣。基于5自由度排爆机器人,使用Simulink设计出运动关节的伺服系统框图,并通过xPC目标系统生成可运行于PC104的实时控制系统。该系统采用先进PID控制器,具有专家特性。运行结果表明,该方案取得了良好的效果,机器人关节运动平稳且无静态误差,系统具有很好的鲁棒性和实时性。该伺服系统不但可用于机器人运动关节的伺服控制,还可以应用于数控机床等位置控制系统。     

网络环境伺服系统位置自适应控制器设计

基于Ethemet／IP网络和SERCOS网络,采用罗克韦尔自动化的伺服驱动系统和ControlLogix系统框架构建网络环境下的伺服控制系统。针对伺服系统位置控制的技术要求,对伺服系统建模分析;使用罗克韦尔自动化的运动控制器研究设计出提高控制精度的位置自适应PI控制器。实验结果表明,此控制器解决了常规PI控制器各个参数在系统运行过程中的矛盾问题,提高了机械系统的定位精度。该方案简单可靠,且易于工程实现,可以在相关的运动控制领域中推广应用。     

作动器伺服控制系统通用平台设计

针对多种类型作动器的伺服控制系统,分析其系统结构,设计出一种基于实时系统的柔性通用设计平台,该平台可快速实现EHV、DDV式作动器、EHA以及电动作动器的伺服控制,以及作动器各项参数的自动测试,为作动器伺服控制律调试以及作动器自身参数测试提供了一种有效途径.     

状态反馈精确线性化在电液伺服位置控制系统中的应用研究

电液伺服系统是一种非线性系统。本文对采用状态反馈精确线性化方法来控制电液伺服系统的可行性进行了分析,根据该电液伺服位置控制系统的组成和工作原理建立了数学模型,并基于状态反馈精确线性化理论结合最优控制原理进行了系统设计与仿真。仿真结果表明,采用状态反馈精确线性化方法和最优控制理论,可使该电液伺服位置系统具有较好的位移跟踪线性度和较高的稳态精度。