气动人工肌肉外骨骼机器人位置跟踪控制

针对以气动人工肌肉作为关节驱动器的外骨骼机器人关节位置跟踪控制问题进行了研究。首先,在动力学模型的基础上,设计了上层控制器,并结合自适应控制和滑模控制方法降低了动力学参数不准确和扰动项未知对外骨骼机器人的影响;其次,基于无模型方法设计了底层关节力矩控制器,调整外骨骼机器人的关节力矩;最后,针对上述控制方案设计仿真实验与外骨骼机器人的穿戴实验。结果表明,该控制方法对气动人工肌肉外骨骼机器人的关节位置跟踪控制是有效的。     

气动人工肌肉驱动三自由度球面并联机器人关节的位置控制研究

将气动人工肌肉驱动器应用于柔索驱动三自由度球面并联机器人关节，介绍了该机器人关节的运动学模型，提出了一种简便的轨迹规划方法，建立了关节的实验测控系统，应用智能PID算法控制气动人工肌肉的位置从而实现对关节末端的位置控制，在现有的实验条件下，取得了比较满意的控制结果。     

柔性气动连续体机器人关节结构设计与运动学分析

基于气动人工肌肉和缆绳组合驱动,提出了一种三自由柔性气动连续体机器人关节,该关节具有结构紧凑、柔顺性高、控制简单等特点。通过分析该机器人关节结构特性,采用修正的D-H法,建立了其正反解运动学模型,求解了其位置运动学解和速度运动学解,通过仿真验证了关节结构的合理性和运动学方程的正确性。     

带修正因子的自组织模糊PID控制在气动人工肌肉位置控制中的应用

作为气动人工肌肉并联机器人关节研究的核心内容，首次对单支气动人工肌肉的位置控制做深入的研究。研究表明，一种带修正因子的自组织模糊控制与PID控制的混合控制器对单支气动人工肌肉的位置控制有明显的控制效果。     

混合驱动腰部康复机器人机构设计及运动学分析

针对人体腰部的步态康复训练,设计了一种柔索气动肌肉混合驱动腰部康复机器人。通过对人体躯干在步态时运动状态的分析,确定康复机器人的基本功能要求。据此对康复机器人进行机械结构设计,使用双并联机构分别对人体腰部和下肢进行牵引驱动,并且采用柔性驱动,综合气动肌肉和柔索的驱动特点,不仅增加了康复机器人的适应性,还防止了受训人在训练过程中受到强迫性伤害。为验证机构的上述特点,使用封闭矢量环法计算了位姿逆解,并建立了速度雅可比矩阵。建立了考虑人体尺寸的康复机器人运动学模型和气动肌肉组件动力学模型,数值仿真得出步态时柔索、气动肌肉运动学性能以及气动肌肉组件力输出变化规律曲线,验证了机构的有效性。     

编织型气动人工肌肉迟滞现象建模与应用

气动人工肌肉被广泛应用于柔性机器人、仿生机器人等多种机器人研究领域。但气动肌肉具有很强的非线性与明显的迟滞现象,直接限制了气动肌肉的精确控制。针对气动肌肉动力学建模问题,建立包含理想项与非线性迟滞项的完整气肌模型。通过仿真分析证明加入滞回模型后气肌的精度得到了提升:去程时精度提高了10%,回程时精度提高了33%。进一步,将该模型应用于机器人力控制关节上。通过曲面轨迹跟踪试验证明力控制精度从±15 N提升到了±5 N,同时将回程段控制精度提高了40%,并有效解决了力控制关节回程输出力不准确的问题。为进一步提高机器人柔性加工和装配领域的力控制精度提供了理论依据。     

气动肌肉驱动关节的位置控制策略研究

气动肌肉驱动关节具有柔顺性好、容易实现开环控制等优点.但是关节的位置重复精度较差,阶跃响应存在大幅振荡,不利于实际应用.为解决这个问题,对关节的闭环控制方法进行了研究.通过引入前馈控制、输入整形及非线性Pl控制,有效地提高了关节的响应速度和位置精度.     

仿生跳跃机器人气动串联弹性关节的位置/刚度控制

设计了一种气动人工肌肉驱动的串联弹性关节,基于气动人工肌肉Chou模型,建立了串联弹性关节的动力学模型,推导出关节刚度,获得了关节刚度与肌肉内部气压、弹性体刚度的关系。设计反向传播（back propagation,BP）神经网络整定PID参数的BP-PID控制算法,开展了气动串联弹性关节的位置与刚度控制研究。仿真结果表明BP-PID控制优于PID控制,关节位置跟踪精度由0.58°变为0.10°,关节刚度跟踪精度从0.026 N·m/rad变为0.005 N·m/rad。实验结果表明关节位置跟踪平均误差由0.347°减小到0.117°,关节刚度跟踪平均误差从0.024 N·m/rad减小到0.019 N·m/rad。     

气动上肢康复机器人伺服控制和运动规划研究

针对中风导致的人体上肢运动功能障碍,提出了一种气动上肢康复训练机器人系统,并研制了二自由度的机器人样机。以带位置检测传感器的摆动气缸作为机器人的关节驱动模块,用比例调压阀作为控制元件,采用PD+速度前馈的柔顺控制策略,对机器人的关节旋转角度实施精准控制。同时,设计了机器人的复合运动轨迹规划,以取水和擦玻璃动作为任务,带动手臂进行康复训练实验。通过样机的测试,验证了控制策略的有效性和康复轨迹规划的可行性。     

气动机器人关节位置伺服系统的研究

利用PWM控制技术、现场总线技术及分布式I／O模块PLC控制器、采用模糊自适应PID控制算法，设计了一种高速开关阀式气马达机器人关节位置伺服系统，实验结果表明，如进行深入的研究，可以获得更加稳定可靠的气动机器人关节位置伺服系统。     

VCS振动控制系统控制算法研究

振动控制系统是研制、鉴定和生产可靠性试验必备的设备.介绍正弦振动控制算法、随机振动控制算法、正弦加随机信号的分离算法、随机加随机振动控制算法.振动控制系统已应用于四综合(温度、湿度、高度、振动)试验系统中.     

新型集散控制系统控制站控制与通信功能

文中分析研究了新型集散控制系统中控制功能.研究了现场控制站的通信功能和虚拟测试功能.对现场控制站模件和可靠性进行了阐述.对现场控制单元CPU控制作用进行详细的说明.实现了容错冗余.控制站不仅可以与现场总线通信进行数据的交换.而且经过Ethernet可以实现PLC与DCS交换数据.     

发汗冷却系统的自校正控制

对发汗冷却系统的自校正控制问题进行了讨论,给出了一个基于实际观测的自 校正控制算法。根据单点或多点测温,应用最小二乘及最佳摄动法,确定气动加热面 边界热流密度。由热平衡方程给出输入函数控制律,数值仿真结果显示此方法可以 取得很好的控制效果。     

配料生产线控制系统的PLC自动控制

为了实现典型配料生产线系统的实际控制要求,运用三菱PLC技术中的顺序控制步进STL指令和PLC置位、复位基本指令,在I/O分配的基础上,进行PLC梯形图程序设计,并对各段子程序运行功能予以分析说明,经过PLC上机模拟调试,与实际控制要求完全一致。     

基于模糊控制的多电机同步控制

以实现轧钢生产机组多电机同步控制为目标,设计了一个基于模糊PID控制算法的多电机同步控制系统.根据具体需要,舍弃了现场总线,提高了系统响应速度;通过控制变频器控制端子上输入电压的大小来调频调速,提高了系统的稳定性;最终实现了多电机的同步控制.     

ABS系统的控制原理和控制参数

８０年代随着电子技术的不断发展，ＡＢＳ不断完善并得以广泛应用，ＡＢＳ系统是由信号感知部件、信号处理控制部件和执行机构组成的，它对制动系统管路压力进行随机调控，本文主要从理论上对ＡＢＳ系统的控制原理参数进行详细分析。     

基于控制图的机械设备预防控制模型研究

控制图已经成为最常用且有效的过程质量控制工具,对设备的零备件利用控制图进行监控,进而对系统因素进行预防,能够大幅度降低维修费用。假定设备零备件服从威布尔分布,用最大似然估计法建立联合方程组,计算出威布尔分布的参数。随后以休哈特的极差控制图为基础,构建出威布尔分布下的极差控制图,最后以实例验证该模型的有效性。     

TRT自动控制系统功能及控制过程

南钢1#高炉TRT自投运至今,性能可靠,运行平稳。特别是利用Quantum系列PLC系统实现了TRT全自动启机、正常停机和紧急停机的自动控制,保证了TRT机组安全高效运行以及高炉顶压平稳正常。     

基于工控机的螺接件分解控制系统

螺纹连接具有诸多优点,在军用及民用机械工程装备中得到了广泛的应用.在多种机具的维修与螺纹连接的军用装备的处废工作中面临大量的螺接件分解任务.为此介绍一种基于工控机的螺接件分解控制系统,系统自动化程度高,稳定性好,生产效率远高于传统设备.     

ECAS系统控制模式及控制策略

为了提高汽车平顺性和操纵稳定性,引入ECAS/ESAC系统,将决策控制做为空气悬架系统的控制策略,再根据对悬架偏频大小的要求和空气弹簧刚度特性,逆推出空气弹簧高度的结果调节范围,根据车速确定高度的控制策略,通过遗传算法的优化实现弹簧刚度与减振器阻尼的匹配,根据匹配结果最终确定阻尼的控制模式和控制策略.分别利用非线性系统半车动力学模型和蛇形试验仿真在此系统下的汽车平顺性和操纵稳定性.仿真结果及试验表明:在随机路面条件下,由于控制策略的实施,空气悬架系统的平顺性和操纵稳定性均有所提高.