冗余度机器人动能最小与避障优化

提出冗余度机器人运动学逆解的梯度投影算法,针对冗余度机器人运动动能最小优化、避障优化,分别建立其梯度优化函数对其进行优化,并对平面三自由度机器人进行仿真,结果表明此方法的合理性和有效性,为冗余度机器人提供了一种有用的运动规划方法.     

基于PD控制的平面3R刚性冗余度机器人中的混沌现象

通过仿真及混沌数值分析法中的相图法、Poincare映射法和最大Lyapunov指数法 ,对采用PD调节器进行工作空间负反馈控制机器人末端重复跟踪工作空间的封闭路径时平面 3R冗余度机器人自运动中的混沌现象进行了研究。研究表明 :基于扩展Jacobian矩阵方法求解冗余度机器人运动学逆解时其自运动是规则的周期运动 ,而基于Jacobian矩阵的伪逆求解冗余度机器人运动学逆解时其自运动是混沌的     

基于速度方向可操作度的冗余机器人关节轨迹优化

针对冗余度机器人机构的关节轨迹优化进行研究.在机器人速度可操作椭球和方向可操作度的基础上,定义冗余度机器人速度方向可操作度,以速度方向可操作度为性能指标,给出了冗余度机器人关节轨迹优化的一种新的方法.与伪逆优化结果比较,本文优化方法使得机器人速度方向可操作度达到期望值的时间明显减少,在给定方向上的传速性能得到显著改善.     

自由浮动冗余度空间机器人的姿态稳定控制

研究了自由浮动冗余度空间机器人的姿态稳定控制问题。针对自由浮动空间机器人姿态稳定控制的主要特点,通过分析自由浮动冗余度空间机械臂惯性矩阵的伪逆和零空间特性,结合空间机器人的运动学方程推导出了基于本体姿态稳定的广义雅可比矩阵。采用基于该矩阵的分解运动速度控制方法,保证机械臂末端执行器在跟踪期望轨迹的同时不对本体姿态产生干扰。最后,对平面三自由度空间机器人进行了仿真实验,实验结果表明了该方法的有效性。     

空间刚性冗余度机器人混沌运动控制的延迟反馈控制法

提出了消除空间刚性冗余度机器人关节运动轨迹漂移混沌现象的延迟反馈控制法。给出的一个空间4R刚性冗余度机器人在基于雅可比矩阵的伪逆方法使其末端重复跟踪工作空间内的一条封闭路径时的混沌控制的算例证明了所提方法的有效性。研究表明,在适当的参数下,系统的混沌运动可以转变为规则的周期运动。研究为解决冗余度机器人的伪逆控制非重复性问题开辟了新的有效途径。     

一类新的冗余度机器人关节运动优化方法

针对冗余度机器人机构的关节运动优化进行研究.在机器人力可操作椭球及方向可操作度的基础上,定义冗余度机器人力方向可操作度,以力方向可操作度为性能指标,给出了冗余度机器人关节运动优化的一种新方法.与基于伪逆的优化结果比较,本文优化使得机器人力方向可操作度达到期望值的时间明显减少,在给定方向上力的传递性能得到改善,且能避免奇异.     

冗余度变几何桁架机器人动力学计算

应用模糊神经网络对机器人逆动力学模型进行辨识,将整个动力学模型系统分为三个子系统,分别采用三个模糊神经网络系统对广义质量矩阵、向心力及哥氏力矩阵和重力矩阵进行学习,求解了冗余度四面体变几何桁架机器人的逆动力学问题,并对四重四面体的变几何桁架机器人进行了仿真计算。     

冗余自由度TT-VGT机器人的最优轨迹规划

应用分离矩阵法 ,对冗余度 TT- VGT机器人的逆运动学进行了研究。基于速度欧拉范数值最小 ,提出了冗余度 TT- VGT机器人轨迹规划的一种方法。并对四重四面体的变几何桁架机器人进行仿真计算 ,与伪逆法求解进行了比较 ,证明了方法的优越性。     

冗余度机器人雅可比矩阵求导方法及应用

雅可比矩阵导数求解是进行冗余度机器人动力学优化分析的基础。基于旋量理论,提出了求解雅可比矩阵导数的改进方法。该方法利用运动旋量指数积易于求导的特点,避免了直接代入关节变量符号计算雅可比矩阵并依次求解关节变量偏导数的繁琐过程,在保持计算准确性的同时,极大地简化了雅可比矩阵求导运算。通过9自由度冗余度机器人优化关节力矩的拉抽屉操作实验,验证了算法的正确性和实用性。     

基于BP神经网络的冗余度TT-VGT机器人轨迹规划

应用ＢＰ神经网络对冗余度ＴＴ－ＶＧＴ机器人的位置正解进行训练学习,进而求解机器人的位置反解问题。同时在应用神经网络求雅可比矩阵伪逆的基础上,基于机器人各差错联合体缇上,提出一种轨迹规划的方法,并对四重四面体的变几何杵架机器人进行仿真计算。     

冗余度机器人运动学性能优化的研究

采用梯度投影法,对多目标函数的加权系数进行了模糊优化,从而实现了冗余度机器人多目标融合优化,最后经过仿真验证了该方法的可行性.     

冗余度机器人力控制的研究与实现

运用冗余度机器人运动学逆解的一种局部优化算法-梯度投影算法,针对冗余度机器人与环境的接触力建立控制的目标函数,以及机器人末端轨迹和速度极限的约束函数,并结合ADAMS和MATLAB对平面三自由度机器人进行仿真,结果表明此方法的合理性和有效性,为冗余度机器人力控制提供了一种有效的方法.     

面向操作可靠性提升的复合工业机器人运动规划

复合工业机器人的应用能够有效提升智能制造车间生产效率.而在其运动规划问题中,基于移动平台调整的机械臂初始站姿直接决定了目标任务是否能够可靠执行.为解决以上问题,提出一种考虑机械臂初始站姿的运动规划优化方法.基于前期基础,采用旋量描述和切片表征方法分别解决了复合工业机器人运动学建模和最小避障距离建模问题,为进行轨迹优化提...     

基于长短期记忆近端策略优化强化学习的等效并行机在线调度方法

针对等效并行机在线调度问题,以加权完工时间和为目标,提出了一种基于长短期记忆近端策略优化（LSTM-PPO）强化学习的在线调度方法。通过设计融合LSTM的智能体记录车间的历史状态变化和调度策略,进而根据状态信息进行在线调度。设计了车间状态矩阵对问题约束和优化目标进行描述,在调度决策中引入额外的设备等待指令来扩大解空间,并设计奖励函数将优化目标分解为分步奖励值实现调度决策评价。最后基于PPO算法进行模型更新和参数全局优化。实验结果表明所提方法优于现有的几种启发式规则,并将所提算法应用于实际车间的生产调度,有效减小了加权完工时间和。     

Optimal dynamic design of anthropomorphic robot module with redundant actuators

In this paper, a study on the optimal dynamic design for an anthropomorphic robot module with redundant actuators is performed. Musculoskeletal structure of human body is a typical example of redundantly actuated mechanism, and provides superior features than general robotic mechanisms. An anthropomorphic robot module that resembles the structure of human upper limb is introduced to utilize the advantages of redundant actuation system. Optimal dynamic design of the proposed robot module that follows optimal kinematic design is carried out to maximize the advantages. Five design indices are introduced, which are associated with inertia matrix, inertia power array representing nonlinear terms and gravity terms of the dynamic modeling equation. A concept of composite design index based on max-min principle of fuzzy theory is employed to deal with multi-criteria based design. As a result of dynamic optimization, a set of dynamic parameters, representing optimal mass distribution of the manipulator is obtaind. It is shown that the dynamic optimization yields a notable enhancement in dynamic performances, as compared to the case of kinematic optimization only.     

空间冗余度机器人动力学优化的虚拟仿真研究

这里提出了一种基于虚拟设计技术的空间冗余度机器人动力学优化分析新方法。首先构建空间冗余度机器人的虚拟样机模型，然后对末端任务空间自由度采用速度三次插值并参数化，从而得到参数化的任务空间轨迹；并以电机力矩平均值差值的乘积以及电机的力矩和作为目标函数，进行机器人的动力学优化研究。研究表明，本方法是可行的，有较好的可靠性和实用价值。     

基于改进遗传算法的时间最优轨迹规划

提出一种工业机器人时间最优轨迹规划方法.将机器人关节空间的轨迹视为拟合关键点的三次样条曲线,以最优时间为目标建立最优时间轨迹规划的数学模型,同时考虑关节轨迹速度、加速度和加加速度的约束,结合目标函数值和约束条件提出一种用于进化算法的排序方法,以改进遗传算法为例优化关节空间的三次样条轨迹.应用谢菲尔德(Sheffield...     

基于构形控制的仿人机器人操作臂最小关节运动研究

以宜人化双臂操作服务型机器人的左臂为研究对象，进行仿真研究与分析。建立七自由度的冗余操作臂的运动学模型；以加权关节运动为优化目标，利用构形控制的方法求解操作臂的运动学逆解。仿真结果证明，在保证操作臂末端精确跟踪设定轨迹的前提下，关节运动避免了极限，加权关节运动得到了优化，算法和优化指标有效可靠。     

Vex4冗余驱动并联机构的动力学建模、力优化及力位混合控制

并联机构引入冗余驱动可消除机构奇异位型,提高刚度和负载能力。但冗余驱动造成驱动力求解不唯一,可能引起内力对抗,造成能量损耗甚至机构损坏。因此冗余驱动并联机构的动力学建模与控制必须考虑驱动力分配和优化。应用自然正交补(NOC)法对Vex4三自由度冗余驱动并联机构进行动力学建模,采用右Moore-Penrose广义逆矩阵通过QR分解转置系数矩阵得到最小驱动力优化解。为平衡驱动力并跟踪轨迹,在力位混合即非冗余支链位置控制、冗余支链力(矩)控制基础上,采用动力学差分提出一种位控、力控支链驱动力同步优化方法,设计同步优化力位混合控制器实现轨迹跟踪控制。搭建Vex4冗余驱动并联机构样机开展轨迹跟踪试验,验证了所提优化和控制方法的有效性。