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1.
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一种新的角加速度估计方法及其应用 被引次数：5
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何玉庆 韩建达《控制理论与应用》,2007年第24卷第1期
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首先提出了一种新的基于卡尔曼滤波及牛顿预测的角加速度估计方法,在已知电机驱动系统位置信息的情况下,利用卡尔曼滤波实时估计系统的角加速度;同时采用牛顿预测方法解决估计算法的滞后问题,进一步提高了估计加速度的响应频带．以此为基础,本文进一步分析了利用估计加速度进行反馈控制以增强系统对外扰动的鲁棒性问题,提出了加速度反馈控制策略的设计准则并分析了稳定性．在一个直接驱动机器人关节上针对上述加速度估计及控制方法进行了实验研究:将估计加速度的实验结果与实测加速度(利用加速度计)的实验结果进行了比较分析,从而定量地揭示出估计加速度及其反馈控制在实际系统中的可行性及有效性．
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2.
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谐波驱动并联机器人的加速度反馈抑振控制 被引次数：5
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刘延杰 孙立宁 蔡鹤皋 裴润《哈尔滨工业大学学报》,2004年第36卷第3期
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研制出一种结构紧凑、简单实用的平面并联机器人系统，采用谐波传动并且在其输出端位置反馈的驱动与控制形式，提高机器人系统的位置分辨率和定位精度；基于机器人驱动关节加速度反馈控制，抑制因系统高速运动引起的弹性振动，对机器人系统进行了数值仿真与实验研究，与不具备加速度反馈时的情况相比较，证明了该控制策略的可行性和有效性。
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3.
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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
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王文杰 于凌涛 杨景 闫昱晟《机器人》,2018年第2期
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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1.5 N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.
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4.
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含有非驱动关节机器人的学习控制 被引次数：8
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栾楠 明爱国 赵锡芳 陈建平《机器人》,2002年第24卷第2期
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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．
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5.
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一种采用观测器的机器人变结构控制算法
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朱文宏 陈辉堂《自动化学报》,1992年第18卷第6期
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本文针对仅有关节位置检测的关节型机器人,提出了一种考虑参数不确定性和状态不确定性的变结构轨线跟踪控制算法.通过对两种不同类型观测器(线性反馈和变结构反馈)的研究,用定理形式给出了由机器人、观测器和控制器组成的闭环系统渐近稳定的充分条件.非线性滑动域替代线性滑动面取得了控制精度和控制平稳性的折衷.在作者自行研制的直接驱动机器人DDR-1的实验中证实了这种算法的有效性.
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6.
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欠驱动机械手的非线性补偿控制的实现
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王磊 朱齐丹 朱胜缘《控制工程》,2004年第11卷第3期
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以具有欠驱动关节的水平两自由度机械手为对象，建立了其动力学数学模型。对具有非完全约束机器人的特点进行了分析。利用解非线性方程的有效方法一平均值法对模型进行了处理，得到平均值系统，使模型得到简化。含有非驱动关节的平面二自由度机械手具有不可积分的速度和加速度束。因而是一个二阶非完整系统。通过分析系统的动力学机构，设计了一种非线性补偿控制的方法来对欠驱动关节实现控制。实验结果表明。该控制方法在控制模型、控制算法和反馈控制方法上都是十分有效的。
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7.
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双重驱动 2-DOF平面并联机器人系统的研究 被引次数：10
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楚中毅 崔晶 孙立宁 曲东升《光学精密工程》,2006年第14卷第3期
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研制了一种新颖的高速高精度柔性机器人机构。采用高速精密直线电机驱动2-DOF平面并联压电智能杆机构,针对柔性机器人机构的振动问题,以直线伺服电机作为机器人的主驱动源实现高速精密点位控制并采用脉冲整形技术减小末端残余振动,以压电陶瓷作为从驱动源采用闭环反馈控制策略抑制末端残余振动。实验研究和测试结果表明:机器人系统的最大加速度为2 g,稳定时间小于150 ms,重复定位精度小于±5 μm,实现了高速高精度的点位控制。
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8.
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有挠性驱动单元的双足机器人研制与步行实验 被引次数：1
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侯月阳 吴伟国 高力扬《哈尔滨工业大学学报》,2015年第47卷第1期
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为减缓机器人脚底冲击,设计、研制带有挠性驱动的10自由度仿人双足机器人,该机器人髋关节俯仰关节由FDU-II型挠性驱动单元驱动;搭建FDUBR-I型仿人双足机器人控制系统硬件和软件,组建上位机与两块运动控制卡的交换式以太网络用来实现上位机与运动控制卡的实时通信,该控制系统包括FDU-II型挠性驱动单元的张力反馈和关节全闭环控制子系统;进行FDUBR-I型仿人双足机器人稳定步行实验,验证FDU-II型挠性驱动单元对机器人髋关节的驱动能力以及基于黏弹性动力学模型反馈的关节全闭环和张力反馈控制器的控制效果,机器人在0.1 km/h的步速下实现双足稳定步行.
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9.
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基于LMI方法的机器人LPV鲁棒H∞控制器设计
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虞忠伟 陈辉堂 王月娟《控制与决策》,2001年第16卷第2期
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对平面两关节直接驱动机器人，提出一种同时将闭环极点配置到满足动态响应区域内的变增益LPV鲁棒H∞控制器设计新方法，利用LPV的凸分解方法，将机器人模型化为具有凸多面体结构的LPV模型，然后利用LMI技术对凸多面体各顶点分别设计满足H∞性能和闭环极点配置的反馈增益，再利用各顶点设计的反馈控制器综合得到具有凸多面体结构的LPV控制器，仿真结果验证了该控制器可使机器人随关节位置变化始终具有良好的控制性能。
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10.
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基于LMI方法的机器人LPV鲁棒H_∞控制器设计
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虞忠伟 陈辉堂 王月娟《控制与决策》,2001年第2期
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对平面两关节直接驱动机器人 ,提出一种同时将闭环极点配置到满足动态响应区域内的变增益 L PV鲁棒 H∞ 控制器设计新方法。利用 L PV的凸分解方法 ,将机器人模型化为具有凸多面体结构的L PV模型 ,然后利用 L MI技术对凸多面体各顶点分别设计满足 H∞ 性能和闭环极点配置的反馈增益 ,再利用各顶点设计的反馈控制器综合得到具有凸多面体结构的 L PV控制器。仿真结果验证了该控制器可使机器人随关节位置变化始终具有良好的控制性能。
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11.
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欠驱动仿袋鼠跳跃机器人动力学耦合研究
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陈朋威 葛文杰 李岩《机械设计与制造》,2012年第5期
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根据袋鼠的生物结构及运动特点,建立了具有欠驱动关节的仿袋鼠跳跃机器人模型。以此模型为基础,分析系统的主动关节与被动关节之间的加速度耦合效应。采用拉格朗日方方法建立了机构的动力学方程。结合实例,运用Matlab软件对机器人进行仿真分析,给出了机器人全局单关节耦合变化规律。结果表明:仿袋鼠跳跃机器人的踝关节与欠驱动关节间存在足够大的耦合并且通过动力学耦合来控制欠驱动关节的位置是可能的。动力学耦合指标对欠驱动机器人的结构设计和驱动装置位置有重要作用。
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12.
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欠驱动冗余度空间机器人优化控制 被引次数：4
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何广平 陆震 王凤翔《控制理论与应用》,2004年第21卷第2期
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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.
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13.
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仿袋鼠跳跃机器人用关节运动控制器设计
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郭本振 李声晋 卢刚《测控技术》,2011年第30卷第2期
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设计了一种基于TI公司高性能浮点DSP TMS320F28335和双全桥PWM电机驱动器DRV8402的仿袋鼠跳跃机器人关节运动控制器。控制器实时采集机器人3个关节相对运动角度,利用积分分离的PID控制算法实现关节驱动电机位置闭环控制。设计了基于LabW indows/CVI的上位机测控软件,制作了控制器样机并进行系统联调,实验结果表明控制器设计合理,方案可行。
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14.
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欠驱动柔性机器人的动力学建模与耦合特性 被引次数：5
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陈炜 余跃庆 张绪平 苏丽颖《机械工程学报》,2006年第42卷第6期
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运用有限元法,建立具有柔性杆的欠驱动机器人的动力学一般模型。以此模型为基础,分析系统的主动与被动关节的加速度耦合和被动关节与驱动力矩的动力学耦合效应,并针对欠驱动柔性机器人,提出柔性杆弹性变形分别与主动关节、被动关节动力学耦合的新指标。将欠驱动柔性机器人的被动关节加速度耦合和力矩耦合仿真结果与刚性系统相比较,在某个驱动器位置,柔性系统得到较大的耦合值,说明此时柔性系统更加有利于能量的传递,体现了杆件的弹性变形对系统动力学特性的影响。同时,数值仿真还表明这些动力学耦合指标对欠驱动机器人的结构设计、位形设计、驱动装置位置及系统控制都具有重要意义。
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15.
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机器人辅助上肢关节运动控制与临床实验研究
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徐国政 宋爱国 高翔 梁志伟 李会军 崔建伟 徐宝国《机器人》,2012年第34卷第1期
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针对机器人辅助患肢被动康复训练过程中关节活动度(ROM)及运动控制参数不能随患肢病情实时调整的问题,提出一种新的模糊自适应关节被动运动闭环监督控制方法.该方法首先根据患肢关节活动恢复程度设计上层监督控制器,得到符合患肢病情的关节期望运动范围；再通过设计下层闭环位置跟踪控制器,控制机器人平稳地牵引患肢关节沿目标轨迹进行训练.临床实验结果验证了所提算法的有效性.
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16.
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欠驱动关节机械臂位置控制研究
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陈晔 王德石《海军工程学院学报》,2007年第19卷第5期
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以具有欠驱动关节的水平两自由度机械臂为研究对象，研究当驱动关节达到指定位置后，以幅值和频率可调的驱动关节角速度信号为控制输入量来控制欠驱动关节的位置。用平均法对欠驱动机械臂的拉格朗日动力学模型进行了简化，并基于简化后的模型给出了闭环非线性反馈控制律。仿真结果表明，所设计的闭环非线性反馈控制率能够使任意初始位置的欠驱动关节趋近其指定位置。
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17.
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磁悬浮球形磁阻主动关节的建模与逆系统解耦控制
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曾励 王军 徐媛媛《机械工程学报》,2011年第47卷第17期
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球形电动机直接支承驱动的多自由度球形主动关节机械集成度高,在控制和轨迹规划方面占有优势。但关节工作时,由于机械支承的摩擦磨损,造成关节部件发热,导致关节的静、动态性能变差。基于电动机技术、磁悬浮技术以及机器人技术,提出一种无机械摩擦和磨损、不需要润滑的多自由度磁悬浮球形磁阻主动关节结构,分析其工作原理;根据磁悬浮磁阻主动关节的气隙磁能对球形转子的旋转角位移和径向位移求导求出关节在一个坐标方向的电磁悬浮合力和电磁总转矩模型;基于电磁悬浮力及电磁转矩模型,建立主动关节系统的动力学原型模型和逆系统模型;将逆系统模型作为解耦控制器对原型系统进行解耦控制得到解耦后的伪线性系统,对解耦线性化的伪线性系统进行状态反馈闭环控制,并对其进行系统仿真研究;仿真结果说明,磁悬浮球形磁阻主动关节系统的逆系统解耦和状态反馈闭环控制具有良好的动态响应和抗干扰的鲁棒特性。
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18.
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基于传感器的直接驱动机器人动力学建模及控制
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贺红林 赵淳生《机械科学与技术》,2005年第24卷第4期
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在关节上引入力矩传感器进行力矩反馈后,推导出了直接驱动机器人的简单的、线性化的、非时变的动力学模型。在此基础上,利用解耦控制法实现了直接驱动机器人的控制。考虑到力矩传感器的引入,可能会导致驱动系统的刚度下降,文中还对力矩传感器的频率特性及关节结构的设计进行了较深入地研究,研究结果表明,只要适当配置转子、关节轴、连杆的转动惯量,就能保证在安装传感器后,驱动系统的刚度基本不下降。
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19.
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含有未驱动关节的空间机器人控制
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裴海龙 徐杨生《控制理论与应用》,1999年第16卷第6期
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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。
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20.
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一种仿蛙跳跃机器人起跳加速性能的度量方法
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胡胜海 邓坤秀 郭彬《机械设计》,2014年第4期
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针对仿蛙跳跃机器人在起跳阶段脚掌与地面之间的被动约束,提出了一种考虑脚掌欠驱动的起跳加速性能度量方法。建立了机器人的起跳分析模型,提出了用虚拟加速度和虚拟力矩来表达质心加速度与主动关节驱动力矩的关系,确定了适于冗余欠驱动机器人的动态可操作矩阵,给出了仿蛙跳跃机器人在给定方向质心加速性能的动态方向可操作度量指标。算例表明,当在不同位形输入恒定力矩时,质心在给定方向的瞬时加速度与动态方向可操作度的变化趋势一致,表明了提出的度量方法对质心加速性能指标的评价是可行的。
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