垃圾分类机器人步进电机AI闭环控制方法

为了解决步进电机控制过程智能化程度、精度均较低的问题,结合AI技术和闭环控制原理,提出垃圾分类机器人步进电机AI闭环控制方法.分析垃圾分类机器人的工作程序,结合机器人中步进电机的工作模式与基本结构,构建对应的步进电机数学模型;以闭环控制原理为基础,设计并安装控制器设备,结合AI技术实现对步进电机位置的检测,分别从速度、细分换向等方面实现垃圾分类机器人步进电机的闭环控制.仿真结论表明:设计的闭环控制方法的转速和位置更加接近目标位置,即设计闭环控制方法的控制精度和智能化程度均有所提升.     

基于Webots的蛇形机器人翻滚运动仿真及实现

针对蛇形机器人的侧向翻滚运动,给出一种建立正交关节蛇形机器人三维空间运动模型的方法,提出了一种更为简单的实现蛇形机器人侧向翻滚运动的舵机输入函数.通过选择不同的控制参数,可以实现蛇形机器人"U"字形和"V"字形侧向翻滚运动.在Webots移动机器人仿真软件上进行正交关节蛇形机器人翻滚运动仿真,并在蛇形机器人本体上进行试验,验证了所提控制规律的有效性.     

基于脉宽差控制算法的双足竞步机器人设计

双足型机器人由于在工业应用和服务行业中有广泛的应用前景,因此具有非常重要的研究价值。本文设计了一个采用普通单片机构成的机器人控制方案,选用STC89C52型单片机作为机器人舵机控制板的主芯片,采用辉盛MG996通用型舵机作为机器人的关节驱动电机,使用Siemens公司的UG结构模型建模软件进行机器人结构零件设计,在实验室手工加工了全部机器人零件。     

卓越Ⅰ型仿人机器人底层关节控制器的设计

为了实现卓越Ⅰ型机器人在实际环境中稳步行走,设计了底层控制系统中的关节控制器用于控制舵机。选用DSP TMS320F2812作为处理器,充分利用其全数字型,集成度高,体积小,低功耗以及可实现多轴运动的特点,对底层各个关节舵机进行控制,实现既定舵机的运转,以及将舵机的转速和位置等相关传感器的信息反馈给上级控制处理器实现对关节舵机精确的控制,并通过DSP TMS320F2812的两个事件管理器分别同时控制机器人的左右腿的关节舵机单元,提高了机器人在实际行走以及执行任务过程中的实时性、准确性以及稳定性。     

基于FEMM的工业机器人关节用磁通反向电机的设计与优化

工业机器人是我国制造业转型升级的核心技术,作为其关键组成部分之一的关节电机需要解决机器人运行中的高精度、平稳性等问题.为保证关节电机输出转矩的稳定性,合理的电机本体设计及参数优化显得尤为重要.根据关节电机的设计需求,提出了12/29极磁通反向电机的初步设计方案,确定了样机的主要尺寸.在此基础上,使用Matlab语言编写电机仿真和优化程序,基于FEMM有限元计算工具,对样机的电磁性能进行了有限元验证,并以负载转矩波动率为优化目标,采用随机探索法对电机尺寸进行了多参数优化.优化后的样机达到了设计指标,能够较好地满足工业机器人用关节电机的要求.     

基于ROS的蛇形机器人基本仿生运动与自主爬台阶控制

设计了一种带正交关节和主动轮组合的蛇形机器人。该机器人不仅能够实现基本的蜿蜒运动、纵向行波运动、横向翻滚运动和横向行波运动,且针对台阶式障碍物提出了一种自主爬越台阶的控制策略。机器人通过激光测距传感器与头部关节的仰角得到台阶高度,抬起相应高度的关节将头关节搭在台阶上,控制主动轮的推进速度与关节抬起的角速度相结合的方式达到上台阶的目的,并且在运动过程中将头部俯仰关节舵机的负载反馈作为判别下台阶的条件。基于ROS （robot operating system）构建了蛇形机器人仿真模型,并通过仿真与实验验证了机器人的基本运动控制和自主爬台阶控制策略的有效性。     

单片机对各类电机的控制研究

电机是工业中的动力来源,各类电机的精确灵活控制在工业自动化中发挥着重要的作用。本文笔者先介绍了采用单片机控制电机的优点,然后分别介绍了单片机控制直流电机、步进电机、舵机这三类电机的方法。     

基于改进蛇形曲线的蛇形机器人在流场中避障的轨迹跟踪控制律

针对蛇形机器人在流场中各关节之间的轨迹跟踪问题,研究一种基于改进蛇形曲线的蛇形机器人在流场中避障的轨迹跟踪控制律.首先,考虑流体环境可能施加在蛇形机器人系统上的外部干扰,采用浸入边界-格子Boltzmann方法(IB-LBM)在流场中建立障碍通道和蛇形机器人的流固耦合模型.然后,对蛇形机器人加入势函数,使其可以避开障碍;并采用改进的蛇形曲线方程使机器人尾部各关节跟踪头部的运动轨迹.最后,通过Matlab仿真和实验,研究不同流场密度、机器人尾部摆动频率以及流场雷诺数等参数对蛇形机器人轨迹跟踪的影响.理论分析和数值仿真表明,所设计的轨迹跟踪控制律不仅可以使蛇形机器人在遇到障碍时各关节跟踪前一关节的运动轨迹,而且还能使横向距离、纵向距离及方向角趋于稳定,达到有效避障的目的.此外,蛇形机器人在离开障碍通道后,各关节可以恢复蛇形曲线的运动形式,为蛇形机器人提供源源不断的前进动力.仿真和实验结果验证了轨迹跟踪控制律的有效性.     

一种蛇形机器人的结构设计与研制

蛇形机器人(以下简称机器蛇)因其身体细长和环境适应能力强的优点被广泛应用于不适宜人类工作的领域.介绍了一种仿生机器蛇的设计与制作.设计时选用体积小、动力足的P0090舵机作为机器蛇驱动,Atmega128和Atmega8单片机作为控制器.HPD8506A作为无线数据发射模块,完成PC与机器蛇的数据传输.根据舵机尺寸逆向设计关节、蛇头和蛇尾,采用正交关节连接方式装配,实现机器蛇蜿蜒、蠕动等多步态的移动,加载的红外避障传感器保障了机器蛇能安全躲避障碍物.此系统的研究为今后机器蛇在狭小管道或高空缆绳上攀爬并完成检测任务奠定基础.     

基于单片机的步进电机虚拟细分技术的研究

步进电机由于具有控制简单,步距误差不长期积累和可靠性高等特点而被广泛地应用于数控和机器人等领域;步进电机的控制,目前主要是采用细分驱动技术,这种控制方式在细分数较低或低频阶段仍然存在明显的"步进"感;采用一种虚拟细分技术,在通常的一个细分步距角中,插入若干个虚拟细分点,使步进电机的电流更接近于正弦波,从而在电机内部产生更趋于圆形的旋转磁场,使步进电机能够低频阶段平稳运行,消除低频振荡;实验结果表明,采用虚拟细分技术能使步进电机运行更加稳定,更接近于伺服电机的性能。     

基于STM32的步进电机速度控制方法研究与实现

在机器人电机控制过程中,发现带载情况下如果电机起步速度过快会导致电机堵转问题,很需要一种可以实现电机匀加速的精确控制方法。本文借助于STM32F103,通过其I/O口输出矩形波脉冲序列的方式控制步进电机驱动器或伺服驱动器,从而实现对步进电机的位置和速度控制。通过修改定时器值实现梯形加减速轨迹,使步进电机运行具有较好加减速性能。另外,由于STM32F103芯片具有多路定时器,可以通过配置多路定时器输出多路不同频率的脉冲信号,实现对机器人多轴(多个电机)的控制。该方法对于机器人嵌入式步进电机控制器的开发具有很好的参考价值。     

基于PMAC的智能药房上药控制系统设计

针对自动化智能药房系统设计,上药控制系统部采用Clipper卡控制伺服电机,传送上药机械手至竖直平面运动X和Y方向的指定坐标位置,由上药机械手上的步进电机和旋转电磁铁推动药品进入指定储位.     

基于Simulink仿真的步进电机闭环控制系统分析

步进电机通常以开环方式应用于精度要求不高的位置伺服系统中.通过位置反馈,可以实现步进电机的高精度闭环定位控制.建立的步进电机数学模型,显示了其高度非线性的特点,为此设计了应用于步进电机闭环控制的参数模糊自整定PID控制器.通过Simulink仿真,分别分析了PID控制、模糊PID控制在步进电机跟踪给定位置时系统的响应情况.并通过分析转速输出曲线,提出了加入模糊速度前馈控制环的系统改进方案,系统稳定性得到较大提高.     

Use of an artificial neuroadaptive robot model to describe adaptiveand learning motor mechanisms in the central nervous system

Based on previous physiological information, this paper proposes a model of cerebellum motor learning based on a neuroadaptive robot manipulator controller. Compliance (or impedance) control is chosen as the basis of the model in preference to alternative robot control strategies because muscles do not act like pure force generators such as torque motors nor as pure displacement devices such as stepper motors but instead act more like tunable springs or compliance devices. Compliance control has the further advantage that it is applicable for a variety of motor tasks, and is both more robust and simple than alternative control strategies. Simulation results are presented to verify the performance of the proposed model. Specific results are presented for the applications of impedance control to the case where the end-effector is interacting with surfaces. By setting the equilibrium position of the end-effector beyond the obstacle (wall), it can be assured that the end-effector will touch the surface rather than crush it. The power of the phase spare to analyze the behavior of the system during movement is demonstrated.     

Development of a spherical stepper wrist motor

This paper presents the design concept of a new spherical stepper robotic wrist motor capable of three degrees of freedom (DOF) motion in a single joint. The spherical wrist motor has significant potential applications where the demands on wrist torque and workspace are low but high speed manipulation of end-effector orientation is required continuously in all directions. Typical applications are plasma and laser cutting and micro-assembly. The spherical motor is developed on the basis of the principle of variable reluctance stepper motors. This paper highlights the fundamental differences between the operation of a three DOF spherical motor and that of the conventional stepper motor. The establishment of a theoretic basis for design, prototype development and performance prediction is sought. In particular, an analysis of torque prediction is discussed along with the presentation of kinematic and dynamic relationships. A hybrid digital/analog laboratory prototype control circuitry has been developed to demonstrate proof of concept feasibility and to assist in achieving an optimum design.     

服装裁剪机的步进电机细分控制系统

针对服装裁剪机中步进电机的运动控制问题,基于LPC2138和L6207设计了步进电机细分控制系统,实现了对步进电机的高精度细分控制。实验结果表明,步进电机可以在细分控制系统的控制下稳定、准确的运行,满足了服装裁剪机的精度要求。     

二相混合式步进电机的高性能驱动器研究

研究二相混合式步进电机高性能驱动控制方法,实现减小低频振荡和改善矩频特性的目的。在常用升降速控制技术的基础上改进一种指数形式结合台阶模式的加减速控制方法。以Logistic增长方程为模型,提出一种基于调频调压驱动模式的电流补偿控制算法,即电机的供电电压实时跟踪运行频率的驱动方式。实验结果显著改善低频稳定性和矩频特性,具有一定的研究和经济价值。     

步进电动机原理及其驱动电路研究

步进电机是一种纯粹的数字控制电动机,又称为阶跃电机或脉,中电机。是一种受电脉冲信号控制的无刷式直流电动机．也可以看作是在一定频率范围内转速与控制脉冲频率同步的同步电动机。它能将输入电脉冲信号转换成机械的运动量加以输出。每一个主令脉冲都可以使步进电机的转轴前进一个步距角,并依靠它特有的定位转矩将转轴准确地锁定在空间位置上,在实际工程中有着广泛的应用,文章主要探讨了步进电动机原理及其驱动电路的特点。     

基于FPGA的步进电机控制器设计

随着微电子工艺的发展,使在一个芯片中可以集成很大的系统成为可能。另外较大门数的可编程逻辑器件的出现为实现这种系统提供了很方便和经济的途径。该文介绍步进电机的介绍,根据步进电机的工作特点,利用VHDL语言对控制器的设计。实现了两轴步进．电机常速控制模式,其参数调整方法简单,为在一个或几个芯片上构造更大数控系统做准备。     

步进电动机原理及其驱动电路研究

步进电机是一种纯粹的数字控制电动机,又称为阶跃电机或脉冲电机。是一种受电脉冲信号控制的无刷式直流电动机,也可以看作是在一定频率范围内转速与控制脉冲频率同步的同步电动机。它能将输入电脉冲信号转换成机械的运动量加以输出。每一个主令脉冲都可以使步进电机的转轴前进一个步距角,并依靠它特有的定位转矩将转轴准确地锁定在空间位置上,在实际工程中有着广泛的应用,文章主要探讨了步进电动机原理及其驱动电路的特点。