基于PID控制在砂芯夹持系统中的稳定性优化

针对铸造行业制芯段镂空砂芯装配过程抗压能力差和易裂的问题，文中以夹持器结构、夹持压力及机械振动等要素构建数学模型，分析其系统稳定性，增加PID控制器进行校正，采用Ziegler-Nichols法整定K_p,T_i和T_d的参数值，获得PID控制器传递函数。经MATLAB/Simulink软件仿真分析系统动态响应性能，实现系统的最优控制，使系统超调量σ由34%减小至25%,有效减小了机械振动干扰对砂芯的冲击，保障了下一工序铸铁的合格率。     

直线超声电机驱动的并联微夹持器的振动控制

针对直线超声电机驱动的并联微夹持器手指的振动问题,提出了一种基于状态反馈的主动控制方法来抑制微夹持器手指的振动,提高了微夹持器的稳定性.首先,利用有限单元法建立了微夹持器系统中圆盘与活动手指的动力学模型,并推导其状态方程;其次,分析该振动系统的能控性和稳定性,采用极点配置法得到状态反馈矩阵,设计了振动反馈控制律,通过S...     

QYLC10重型数控机床进给驱动系统设计与仿真

根据机械动力学原理,考虑进给丝杠轴的弹性,建立QYLC10重型数控机床进给驱动系统的数学模型,分析进给轴的刚度对系统性能的影响.基于MATLAB软件利用阿克曼极点配置法设计系统的状态反馈控制器,建立进给驱动系统的状态空间仿真模型,对极点配置的可行性进行仿真分析.研究结果表明:进给驱动系统的刚度越低,系统的稳定性越差;利用阿克曼极点配置法可以把进给系统的闭环极点设置在任何期望的位置上,有效克服了进给系统刚度不足对稳定性的不利影响,使系统获得更理想的动态性能.所进行的研究对于其他高阶系统或多输入/多输出系统的控制器设计具有参考价值.     

大型回转装置电液位置伺服系统的降阶设计方法

液压位置伺服系统往往为高阶系统,因此在对其系统进行设计及性能优化过程往往会带来不便。针对某大型旋转装置的设计要求,通过对其位置伺服系统原理的分析,建立了系统传递函数模型,对其电液位置伺服系统进行了仿真计算,分析了系统的零极点分布情况,发现其非主导极点远离主导极点,由此通过使用降阶近似的方法,得出了其近似二阶系统模型。仿真分析结果表明,该近似二阶系统与原系统的时间响应具有较好的吻合性。在此基础上,针对二阶近似系统提出了相应的校正方法,在系统的前向通道中串入校正环节,该校正环节能使系统闭环传递函数的一个零点与一个极点相互抵消,形成临界阻尼二阶系统,据此计算了校正环节的具体参数,从而在保证系统不超调情况下具有良好快速响应性能。研究结果表明,所设计的系统能较好地满足设计要求。     

ADAMS虚拟平台上的机器人夹持器动力仿真

介绍ADAMS在虚拟样机技术中的应用,采用SolidWorks对机器人夹持器进行实体建模,应用ADAMS对其进行动力仿真,通过仿真对夹持器张合角度、转动力矩进行求解,并与手算结果进行对比,结论清晰、准确,为夹持器的设计提供依据,并为机器人的仿真提供实践基础.     

旋转型倒立摆应用T-S模型模糊控制的研究

针对不稳定旋转倒立摆系统 ,在对其进行动力学分析的基础上 ,借助于状态反馈极点配置方法 ,提出了一种基于T -S模型的模糊控制器设计方法 ,并进行了计算机仿真。仿真结果表明 ,该方法具有响应快、稳定性好 ,是解决倒立摆及高阶不稳定系统等问题的理想方案     

电控旋翼桨距自校正控制仿真研究

针对电控旋翼的桨距控制问题,采用基于极点配置法的自校正控制方法进行仿真研究。以某电控旋翼试验系统为研究对象,采用最小二乘法对系统进行参数识别,利用极点配置法设计自适应控制器,并利用MATLAB将控制算法予以实现,对该电控旋翼系统进行充分的桨距控制仿真。仿真结果表明,基于极点配置法的自校正控制方法可对电控旋翼总距和周期变距实现有效准确的控制,并对系统模型的变化具有良好的适应性。     

电控旋翼桨距自校正控制仿真研究

针对电控旋翼的桨距控制问题,采用基于极点配置法的自校正控制方法进行仿真研究。以某电控旋翼试验系统为研究对象,采用最小二乘法对系统进行参数识别,利用极点配置法设计自适应控制器,并利用MATLAB将控制算法予以实现,对该电控旋翼系统进行充分的桨距控制仿真。仿真结果表明,基于极点配置法的自校正控制方法可对电控旋翼总距和周期变距实现有效准确的控制,并对系统模型的变化具有良好的适应性。     

机器人砂芯浸涂系统的作业分析与操作应用

通过描述工业机器人在铸造行业中砂芯浸涂系统的应用特点,分析机器人作业过程中的具体情况,提出了机器人动作顺序按目标点规划的概念,介绍了机器人在砂芯浸涂系统中的程序优化、位姿修改等的操作应用。     

多关节机械臂的高阶滑模神经网络自适应控制

本文针对多关节机械臂提出了 一种高阶滑模神经网络自适应控制策略.在机械臂的动力学方程的基础之上,设置了滑模面,并对该滑模面求二阶导数,利用高阶滑模控制理论设计了机械臂的控制方案;高阶滑模控制分两步实施,针对标称系统采用了齐次连续控制项,对系统中存在外部干扰的情况添加了补偿项,并对系统中存在的不确定性采用RBF神经网络进行逼近.最后,应用李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性,并通过MATLAB/Simulink仿真与传统滑模控制比较,表明了该控制算法有效地提高了轨迹的跟踪速度和精度,降低了系统中存在的抖颤.     

双爪式爬杆机器人的夹持性能分析

双爪式攀爬机器人已成为一类重要的和主流的攀爬机器人,这类机器人中两端手爪对攀爬对象抓夹的安全性和可靠性是攀爬的前提条件和基本要求,也是一个关键问题。基于此,在介绍自行开发的双爪式爬杆机器人Climbot之后提出这类机器人抓夹圆杆时的夹持力封闭性问题,对封闭性进行论证。分别分析机器人进行平面攀爬和空间攀爬时对支撑端夹持器产生的负载形式,建立其力平衡模型。基于该模型,计算夹持器的各种尺寸参数对夹持性能的影响,并对计算结果进行系统的分析。通过几组攀爬夹持试验对提出的夹持模型进行验证。结果对夹持器的设计和攀爬安全性的保证具有重要的参考和指导意义。     

巡检机器人行走夹持机构夹持力计算

由于重力影响使得机器人车体水平姿态发生倾斜,通过质心调节,可以保证车体水平,但由于控制系统存在误差,使得质心不可能正好落在单轮支撑点上,导致机器人车体在单轮悬挂时出现晃动.为此,提出了一种新的机器人行走夹持机构,这种机构采用轮爪复合,便于行走和越障.在分析了机器人车体发生晃动的原因之后,给出了夹持力计算公式,并对夹持机构抑制车体晃动的夹持力进行了计算,为夹紧电机的选取提供了理论依据.     

Part grasping for automated disassembly

A robot grasp synthesis algorithm for automated disassembly is presented. The goal is to select grasping points in each part to be disassembled so that a previously planned disassembly sequence can be performed holding the parts firmly and avoiding collisions. The algorithm is structured in five steps in order to make it general enough to cope with different robot grippers and different geometrical data (2D or 3D). The system is learning based, and behaviour rules are automatically extracted from grasping examples given by the user, using mainly decision trees and nearest neighbour techniques. Some simulation experiments have been carried out and results with a two fingered robot gripper are presented.     

旋回流气爪流场特征的数值分析

基于在旋回流气爪腔体内增设绕流柱的设计方案,采用数值方法分析气室内旋回流的形成、发展过程,进一步明确了气爪内部的流场特征、压力分布规律及其吸附原理。数值计算结果表明:增设绕流柱后,可改善气爪内部和被吸附工件表面的压力分布趋势,增加吸附力,提高吸附稳定性;提高供气量,会导致旋回流的流速增加,强度提高,负压程度和吸附力也相应增大。     

基于3D视觉引导的拆装模机器人系统设计

针对传统PC构件手工拆装模生产作业人员多、占地面积大和工位利用率低的生产方式,结合机器人运动控制技术、激光扫描技术和图像感知技术,提出了一种基于3D视觉引导的直角坐标系机器人系统。在阐述视觉引导机器人自动拆装模具原理的基础上,设计了一种针对混凝土预制构件拆装模具的四自由度直角坐标系机器人系统,开发了基于EtherCAT总线的分布式控制软硬件系统,并进行工厂实际生产测试。测试结果表明:该机器人可以直接由图纸驱动自动完成PC构件的拆模和装模等核心生产过程;模具识别准确率高于99.5%;单个模具的装模节拍少于20 s;抓手中心重复定位精度达到±1 mm。为混凝土预制构件拆装模实现全自动化作业提供了完整解决方案。     

具有应变式触觉传感器的机器人柔顺指端

针对机器人抓握处于重力场中的等截面均质杆件操作,提出一种具有应变式触觉传感器的机器人柔顺指端的结构。在机器人平行抓握中,利用金属弹性薄板做弹性元件,应变片做触觉触感单元,实现对物体的长度和质量的感知,在指端的表面封装电流体实现软／硬抓握,另外,着重讨论了抓握系统的传感原理,试验表明,这种机器人指端具有良好的识别能力和稳定抓握能力。     

An event-based,robot-served flexible manufacturing cell modeller

The development is described of a flexible manufacturing cell (FMC) programming and simulation system called FMCPS, which generates robot programs for a 6-DOF industrial robot. The development of FMCPS is based on an FMC that is being developed at UMIST. The cell consists of a Fanuc 600 ARCmate industrial robot, a Takisawa MAC V3 CNC machining centre and an MHP MT-50 CNC turning centre. The software has been developed on a SUN 4/110 workstation running under the UNIX operating system, using three-dimensional SUNCORE interactive graphics and SUNVIEW window systems. An event-oriented robot-programming method is used in the FMCPS. This method divides the robot tasks into different events. The user needs to define the points of the robot gripper route and the corresponding data for each event. The Cartesian coordinates of the points in the robot gripper paths are then transformed to the six robot joint angles by a variant inverse kinematics iteration method. These robot joint angles are used in the simulation model which generates robot programs suitable for the Fanuc robot. A three-dimensional, wire-frame-based graphical model is used for simulation. The user can observe the simultaneous animation of the robot movement, and display machine tool paths in separate graphics windows on the screen simultaneously. The various activities in the cell are simulated in pseudo-parallel mode by taking advantage of the multi-tasking and piping features of UNIX. At the end of a simulation exercise, the user is provided with the facility to obtain a performance report for the FMC which gives information on total operation time and on robot and machine utilisation, in addition to the robot program.     

考虑打滑干扰的解耦式主动脚轮全向移动机器人跟踪控制

基于解耦式主动脚轮的全向移动机器人系统，提出了一种考虑未知脚轮打滑的轨迹跟踪控制方法。建立了包含脚轮打滑情况的全向移动机器人运动学模型，利用附加传感器获得的冗余信息对滑动参数进行估计；根据反步法设计轨迹跟踪控制器，利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性，并依据极点配置的方法实现控制参数的整定。仿真与实验结果表明：该控制方法能够使全向移动机器人在复杂室内地面稳定地跟踪设定轨迹。     

无源式换刀机械手爪的研制

提出了一种新颖的基于并联曲柄滑块机构的无源式换刀机械手爪，分析了该机械手爪的工作原理，并应用于柔性制造系统的换刀机器人中。分析和应用研究表明：该机械手爪结构简单紧奏、工作可靠、成本低、体积小。     

基于遗传算法优化的仿人足球机器人步态规划研究

针对机器人足球比赛的特点及实现仿人足球机器人稳定快速步行的要求,提出了一种基于遗传算法优化的步态规划方法。首先,分析了仿人足球机器人一个完整步行周期的运动过程,根据步行中髋关节运动连续和踝关节运动间断的特点,分别采用三次样条插值与高次多项式插值进行了轨迹插值;其次,以零力矩点（ZMP）稳定裕度为参数构造了目标函数;最后,利用遗传算法（GA）对规划的步态进行了优化,从而得到了ZMP稳定裕度相对较大的稳定步态。仿真结果表明,该方法规划的步态能实现仿人足球机器人更稳定地步行。