工业机器人自适应逆模控制

本文提出一种关节型机器人的自适应逆模控制结构,采用机器人关节的等效线性系统的逆系统模型和满足可实现性条件的滤波器来构造相应的控制器,并由自适应机构在线建立和修改逆模的参数,使机器人的实际运行轨迹渐近地再现希望轨迹。仿真实验结果表明:采用本方案构造的控制系统响应速度快,跟随精度高、抗干扰能力强。此外,系统结构简单,易于实现。     

欠驱动冗余度空间机器人优化控制

欠驱动控制是空间技术中容错技术的重要方面.本文研究了被动关节中有制动器的欠驱动冗余度空间机器人系统的运动优化控制问题.从系统动力学方程出发,分析了欠驱动冗余度空间机器人的优化能力和控制方法;给出了主、被动关节间的耦合度指标;提出了欠驱动冗余度空间机器人系统的“虚拟模型引导控制”方法,在这种方法中采用与欠驱动机器人机构等价的全驱动机器人作为模型来规划机器人的运动,使欠驱动系统在关节空间中逼近给出的规划轨迹,实现了机器人末端运动的连续轨迹运动优化控制;通过末关节为被动关节的平面三连杆机器人进行了仿真,仿真的结果证明了提出算法的有效性.     

欠驱动柔性机器人的振动可控性分析

欠驱动柔性机器人的可控性分析是对其进行有效控制的关键问题. 本文以具有柔性杆的3DOF平面欠驱动机器人为例, 分两步分析系统的可控性. 首先,忽略杆件的弹性变形, 研究欠驱动刚性系统在不同驱动电机位置的状态可控性；然后, 考虑柔性因素, 研究欠驱动柔性系统的结构振动可控性. 结果表明振动可控性是随机器人关节位形和驱动电机位置而变化的, 并且欠驱动刚性机器人的状态可控性对相应的柔性系统的振动可控性有很重要的影响. 最后, 将上述研究方法扩展到具有一个被动关节的N自由度平面欠驱动柔性机器人.     

直接驱动机器人关节的外模模糊控制*

应用文［１］，［２］中提出的外模控制方法组成直接驱动机器人关节外模模糊控制系统，所用模糊控制器为二级规则的三输入－输出模糊控制器，进行了动、静态特性的仿真研究。结果表明系统的性能得到很大的改善。     

含有非驱动关节机器人的学习控制

含有非驱动关节的机器人的运动控制比一般的机器人要困难得多．因为非驱动关节 不能直接控制，系统属于非完全可控系统，一般的光滑反馈控制方法对这样的系统是无效的 ．本文提出了一种学习控制的方法，通过学习获得高精度的前馈控制，实现欠驱动机器人的 高精度运动控制，并在一台实际的欠驱动机器人上进行了实验，给出了实验结果．     

一种气动肌肉拮抗驱动机器人关节的类人运动控制方法

为了实现气动人工肌肉拮抗驱动机器人关节系统的类人运动控制,针对该系统严重非线性的特点,本文将其控制问题视为一个非线性最优控制问题,根据人体手臂关节运动的最小加加速度模型设定系统的最优控制性能指标,首先采用扩张状态观测器将机器人关节模型线性化得到积分器串联标准型,然后在线性化模型基础上设计最优控制律,使机器人关节具有与人手臂关节相似的无约束运动轨迹.仿真结果表明,采用本文算法,机器人关节能实现大运动范围(0～120°)的类人运动,关节运动轨迹对负载的改变(1 kg～5 kg)不敏感,并且关节运动具有较好的抗扰动能力.在机器人关节实验平台上通过实物实验验证了算法的有效性,并进一步讨论了控制器参数的设计规则.本文算法需要整定的参数只有2个,适用于气动肌肉拮抗驱动关节的类人运动控制,能够满足协作机器人在本质安全性、运动柔顺性以及类人运动模式等方面的要求.     

气动肌肉驱动机器人手臂的H∞跟踪控制方法研究

针对气动肌肉系统存在的参数不确定、外部干扰等问题,提出一种H_∞最优跟踪控制方法,用于控制由气动人工肌肉二头肌/三头肌拮抗驱动的单连杆机器人手臂。利用一种无模型的积分强化学习算法,求解机器人关节最优跟踪问题推导出的哈密顿-雅可比-艾萨克方程。所提算法有效解决了未知参数和外部干扰问题,并且不依赖于精确的系统动力学模型。通过计算仿真验证了所提H_∞跟踪控制器的有效性,并保持了机器人关节受控系统的稳定。仿真实验中,机器人关节实现了大范围的0°～90°的仿人运动,并且在跟踪周期轨迹时具有良好的角度和角速度跟踪性能。     

基于关节转角估计器的绳驱动手术微器械位置全闭环控制

手术机器人微器械末端空间狭小,无法安装角度检测传感器,不能进行位置全闭环控制．针对这个问题,提出了一种基于关节转角估计器的闭环控制方法．首先设计了4自由度微器械驱动方案,搭建了手术机器人微器械单关节原理样机实验系统,并基于绳驱动系统的动力学分析设计了关节转角估计器．利用动力学参数辨识的方法给出了关节转角估计器的参数,并通过实验数据分析给出了转角估计器的简化和修正模型．实验结果说明关节转角估计器的输出精度可以达到0.38°．最后以转角估计器的输出值作为反馈信号对微器械关节转角进行了闭环控制实验．结果表明,当系统自由运动时微器械关节转角的最大跟随误差为0.734°;当微器械末端加载1.5N的外力时,关节转角估计器的精度是0.59°,最大跟随误差是1.112°．这些说明本文提出的关节转角闭环控制方法具有比较高的控制精度．     

含有未驱动关节的空间机器人控制

含有未驱动关节的自由潭浮空间机器人具有不可积分的速度和加速度约束，因而是一个二阶非完整系统，通过分析系统的动力学结构，本文设计了一种全 基于速度控制的方法控制未驱动关节，然后采用多步混合控制策略实现空间机器人的定位跟踪。     

机器人系统的操作能力与树型可重构的机器人研究

本文从机器人关节力矩和末端夹力的受限情况出发，提出了一个操作能力的概念，研究了单机器人和多机器人系统的操作能力，以此为依据，进一步讨论了作者提出的树型可重构机器人，这种机器人可以通过变化自身结构来改变其操作能力，以适应任务的变化，通过一个仿真实例说明了这种树型可重构机器人的有效性。     

壁面爬行遥控检查机器人控制系统的研制

本文介绍壁面爬行遥控检查机器人控制系统，该控制系统采用二级计算机控制。二极计算机之间采用光缆进行通讯，主计算机采有工业级ＰＣ总线计算机，从计算机采用ＳＴＤ总线计算机，主计算机能够对控制系统中的其他部分及视觉系统，检查系统和支持系统的行为进行协调和管理。     

THBIP-I拟人机器人研究进展

清华大学THBIP-I拟人机器人研究项目，由精密仪器系、机械工程系和自动化系组 成研究小组进行系统研究，其研究目的是发展先进机器人理论和技术，开发自主式拟人机器 人样机．THBIP-I机器人是具有头、手臂、躯干、腿和脚的拟人机器人，共32个自由度，并 具有视觉及语音识别等智能功能．结构设计方面，由直流无刷电机、滚珠丝杠、曲柄连杆机 构、谐波减速器组成，各驱动关节轴独立运动．控制系统分三层：组织层、协调层、执行层 ，分别完成任务规划、关节协调运动控制、关节伺服控制等任务．传感系统由关节位置检测 、地面反力检测、姿态检测、视觉系统、语音识别系统组成．电源系统采用机载电池系统供 电．本文将介绍THBIP-I机器人研究进展．     

高层建筑喷涂机器人系统研究

本文论述了用于高层建筑外墙面装饰材料喷涂作业的喷涂机器人系统，着重论述了 该机器人系统的组成和特点、机器人支援系统和机器人本体结构的设计，讨论了机器人控制 系统的结构原理，并对机器人控制系统的实现和基于传感器的任务调度机制进行了深入的探 讨．     

用JAVA开发的机器人遥操作系统

基于WEB服务器的机器人控制把传统机器人控制技术和最近数十年兴起的INTERNET技 术结合到了一起．由于现在INTERNET技术的普及，这种技术结合消除了传统机器人在普通大 众前的神秘感，使机器人的应用层次达到了普通百姓的认识层次．文章着重介绍了如何用Ja va语言开发遥操作系统．在设计该技术时充分考虑了机器人控制的实用性以及所采用的各种 INTERNET通讯技术以满足传统机器人的控制要求．     

协作多机器人系统的模块化设计与实现

本文从讨论基于分布式人工智能(DAI)中多智能体系统(MAS)理论的多机器人的合 作策略入手,先提出了适用于多机器人合作机制的系统控制结构,再针对具体任务背景,对 多机器人系统的结构和功能进行了模块化分解,设计了系统原型．最后简要地介绍一下利用 面向对象技术完成的仿真系统程序实现．     

仿蛇变体机器人运动机理研究

本文设计了一种蛇形机器人，分析了蛇形机器人的结构，详细讨论了蛇形机器人的运 动机理和几何结构关系，并推导出蛇形机器人的控制算法和相应的控制程序，蛇形机器人在 程序控制下能够向前、向后运动，在一定程度上实现了蛇的运动．     

一个装配机器人离线编程系统的设计与实现

机器人离线编程系统是机器人应用开发的有效工具。本文给出一个智能装配机器人离线编程系统ＡＲＰＳ。该系统提供了一个良好的机器人程序开发和调试环境。用户可采用交互方式建立机器人及环境模型，用操作手级的机器人语言ＡＲＬ描述机器人作业，通过图形仿真调控机器人程序，目标程序与数据通过串行口下装到机器人控制器。     

一种基于智能手机蓝牙技术的机器人控制系统

在小型家用机器人控制领域,如何通过智能设备进行机器人控制是该领域的热点问题之一。文中提出了一种基于智能手机蓝牙技术的机器人控制系统。文章首先介绍了采用的蓝牙通讯协议,然后阐述了基于蓝牙技术和智能手机的机器人控制系统的架构,最后详细介绍了该系统的具体实现。该系统很好地满足了对小型家用机器人运动控制的要求。     

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。     

基于dSPACE并行处理平台的机器人实时仿真系统结构及实

基于dSPACE并行处理平台设计了两级结构的机器人实时仿真系统，这种仿真结 构既与实际控制系统结构相接近，又有很高的计算能力．分别用C语言和SIMULINK设计了模 块化的机器人仿真控制软件，将机器人的正逆运动学、正逆动力学、各种控制算法、轨迹规 划等封装成通用模块，并提供用户接口．基于VB和MATLAB设计了图形化的人机接口，通过DD E进行数据交换，解决了dSPACE的TRACE软件不能在一个图形窗口显示多个变量的问题．