吊车稳定系统模糊控制器研究

采用模糊控制方法对吊车进行吊物稳定控制，文中提出了首先对摆角和天车位置分别进行控制时的模糊控制规律，再对各自产生的控制信号加权得到总控制信号的方法，这种方法简化的算法，节省了内存，缩短了计算时间，适用于实时控制，实验证明，该控制方案可行，并具有较强的鲁棒性。     

六自由度机械臂逆运动学算法

根据D-H参数法确定六自由度机械臂的运动学方程,结合平面几何法和欧拉角变换法将机械臂的逆运动学求解问题分为两部分,一通过平面几何法确定机械臂腕部点的坐标与前三个关节角的关系,二通过欧拉角变换法确定机械臂末端姿态与后三个关节角的关系,根据逆运动解的选取原则从八组解中选取最优解;利用MATLAB中的Robotics Toolbox建立机械臂的正运动学模型,通过多组位姿下的正逆运动解对比验证逆运动学求解算法的准确性;利用VC++中的QueryPerformanceCounter函数和MATLAB中tic-toc语句得到不同算法所消耗的平均时间,通过消耗时间的对比说明该算法的快速性;利用VC++编程实现机械臂写字的过程,通过对比输入字的形状与机械臂末端的实际运动轨迹,进一步验证该算法是一种快速而准确的逆运动学求解算法。     

基于精简路标的机器人视觉归航算法

在受生物导航方式启发的局部视觉归航算法中,ALV(average landmark vector)算法因其模型简单、归航性能较好以及所需存储空间小等优点受到了广泛的重视.在非结构化环境中,ALV算法常常需要使用图像的局部特征作为自然路标点,在这种情况下,路标的对应性问题难以保证,同时在保证归航性能的前提下如何合理地精简路标数量也尚无有效的解决方法.针对上述问题,对基于双曲面镜的折反射全景图像进行了研究,提出了horizon环域的概念.在环域内提取SIFT(scale invariant feature transform)特征作为自然路标点并结合ALV模型提出了一种改进的基于自然路标的ALV算法.改进算法有效地缩小了路标点的提取区域,较好地保证了路标点的对应性并精简了路标点的数量.多个实际场景的实验表明,这种算法有效提高了归航精度.     

基于雅可比转秩-RRT法的冗余机械手路径规划

针对核反应堆检修用机械手在末端任务给定的无碰撞路径规划问题进行研究.提出一种将雅可比转秩控制算法与快速搜索随机树法相结合的混合算法,通过选择距目标点工作空间距离最近的位姿点作为树的扩充节点,避免对逆运动学进行求解.利用雅可比转秩控制算法计算出最优扩充方向,采用二分梯度下降扩充方法对末端工具速度加以限制,避免关节速度发生突变.仿真结果表明该混合算法的快速性和有效性.     

基于支持向量机的电容式传感器温度补偿研究

针对电容式传感器极易受到温度影响这一特性,基于支持向量机（SVM）建立电容式传感器系统补偿逆模型,对电容式传感器进行的温度补偿。实例分析表明：与RBF神经网络温度补偿法相比较,SVM逆模型在很大程度上提高了传感器的线性度,并且,补偿曲线更顺滑,预测性更强,提高了系统计量的准确度。     

低重力模拟系统主动悬吊方式控制研究

为了简化低重力模拟系统设计难度,方便巡视车得到更准确的测试结果,在主动悬吊方式下提出了直接对力回路进行控制并辅以位置控制的方案。在建立系统模型过程中考虑了影响系统鲁棒稳定性的参数不确定与可转化为乘性不确定性的延时问题,并实现了不确定性的分离;根据系统受到巡视车带来的干扰、减速器摩擦力矩与本身不确定性等问题,针对性地设计了H∞控制器对系统综合,通过实验检验,控制器有效抑制了不确定性与干扰的影响,系统的控制精度得到了保证。     

船舶动力系统智能控制

针对船舶动力系统存在着非线性、不确定性和复杂性,传统的速度调节系统已经不能满足控制需要,作者将模糊神经网络应用到复杂过程控制中去,实现动力系统的智能控制.采用模块建模法建立了汽轮机模型,给出了一种基于模糊神经网络的转速调节系统.并将粗糙集理论与模糊神经网络结合起来,利用粗糙集从观测数据中提取规则,并寻求最小规则集,解决...     

Collision avoidance planning in multi-robot system based on improved artificial potential field and rules

For real-time and distributed features of multi-robot system,the strategy of combining the improved artificial potential field method and the rules based on priority is proposed to study the collision avoidance planning in multi-robot systems. The improved artificial potential field based on simulated annealing algorithm satisfactorily overcomes the drawbacks of traditional artificial potential field method,so that robots can find a local collision-free path in the complex environment. According to the movement vector trail of robots,collisions between robots can be detected,thereby the collision avoidance rules can be obtained. Coordination between robots by the priority based rules improves the real-time property of multi-robot system. The combination of these two methods can help a robot to find a collision-free path from a starting point to the goal quickly in an environment with many obstacles. The feasibility of the proposed method is validated in the VC-based simulated environment.     

基于全景视觉的机器人相互定位的研究

为了使机器人能够更好地定位,研究了一种基于全景视觉的机器人相互定位的方法.2个全景摄像机和用于识别机器人的三色环圆柱体分别安装在不同的移动机器人上,利用光学视觉原理,通过CCD摄像机,获得包括另一个移动机器人的全方位景物图像.将得到的全景图像二值化处理后,通过噪声去除及八方区域生长算法找到符合条件的区域,并将找到区域的RGB颜色模型转换为H IS颜色模型.根据三色环圆柱体自身的3种颜色的固定顺序明显区别于背景的特点,识别出机器人上的目标三色环圆柱体,通过设计出的机器人相互定位算法,计算出机器人在世界坐标系下的坐标.实验结果表明,本文研究的基于全景视觉的移动机器人定位方法是令人满意的,对实际应用有一定的价值.     

基于光轴约束的机械臂运动学标定方法

为了提高机械臂的绝对定位精度,本文提出一种基于光轴虚拟约束的运动学参数标定方法。建立基于虚拟直线约束的运动学误差模型;本文在相机光轴的约束下,使用基于图像的视觉控制方法,使机械臂末端标定板的固定特征点依次到达光轴的多个位置;根据运动学模型计算特征点的对齐位置差,并使用迭代最小二乘法求解运动学参数误差。设计了Reinovo六自由度工业机械臂的运动学参数标定实验,对于随机产生的测试点,标定前的平均对齐误差为1. 50 mm,标定后降至0. 72 mm,机械臂末端的定位精度提高了52%,实验结果验证了该方法的有效性。