柔性机器人的协调操作及其逆动力学控制算法

柔性协调机器人系统是一个含柔性机器人内部各杆之间,运动协调约束条件和动力协调约束条件之间,柔性机器人与负载之间,以及柔性机器人之间高度耦合的复杂非线性系统,无论在动力学建模,还是控制算法方面都要比刚性协调机器人困难得多。通过对刚、柔性机器人协调操作系统本质特性的比较,利用有限元法和Lagrange方程建立了柔性协调机器人系统的动力学模型,并以系统逆动力学任务为目标,提出了通过校正机器人名义刚性运动来达到提高系统位姿控制精度的预测校正控制算法,成功给出了平面两3R柔性臂机器人协调操作刚性负载的仿真算例。     

柔性机器人动力学分析与振动控制研究综述

综述了柔性机器人动力学分析与振动控制的研究现状，对变形的描述、变形场的离散化、建模方法、近似分析减振结构设计及关节作动系统控制律设计等关键问题进行了详细阐述。     

含拐点的柔顺机构动力学建模及分析

为分析含拐点的大变形柔性梁的动态响应,建立含拐点的柔顺杆的动力学模型,基于拉格朗日方程推导其动力学方程组,在MATLAB软件中求解出其转角随时间变化的特性曲线,并与ADAMS软件仿真所得角位移曲线进行比较.研究表明:含拐点柔顺机构的拐点关节依靠各杆间的动力学耦合运动,拐点关节的转角变化很大,这体现了含拐点的柔顺机构动力学模型与不含拐点的柔顺机构动力学模型的区别,柔顺机构动力学模型能精确地反映柔顺机构的运动和变形.     

柔性机器人协调操作系统的动力特性分析

进行了柔性协调操作机器人的动力特性分析，给出了协调操作柔性机器人各杆的动应力的计算方法，分析了其与机构构件动应力计算方法的不同，并对两3R柔性机器人协调操作一刚性负载系统进行数值仿真，计算了各杆始端、中点和末端的动应力以及每杆最大瞬时动应力和末端位置、转角误差，分析了所得结果。     

机器人可操作性研究进展

为了尝试量化描述机器人机构的运动学和动力学性能，各国学者提出了各种性能指标。机器人可操作性反映了整个系统对力和运动的全局转换能力，也就是机器人在任意方向上的运动和施加力的能力。本文对评价机器人可操作性性能指标的现状进行了综述，将目前的研究分为三类：①基于雅可比矩阵的研究；②基于Hessian矩阵的研究；③基于刚度矩阵的研究，并指出了每种方法的优点和缺陷。     

柔性冗余度机器人随机动态响应主动控制研究

研究了柔性冗余度机器人随机振动主动控制问题。设计了具有压电作动器与应变传感器的机敏连杆，建立了该离散时变动态系统的状态空间表达式。根据最优控制理论，设计了基于Kalman滤波估计的LQG状态反馈控制器。以平面3R柔性冗余度机器人为例进行了计算机仿真，其结果证明了这种主动控制方法的有效性。     

柔顺机构的传力效益分析

基于柔顺机构的伪刚体动力学等效模型,结合刚体机构的做功与能量转换原理以及瞬心法,对柔顺机构的传力效益进行了分析,推导出了柔顺机构的力传递效益与机构位置关系的表达式.算例结果显示,采用伪刚体法分析的柔顺机构传力效益与实际效果吻合较好.     

柔性机器人协调操作终点定位规划

本文研究了柔性机器人协调操作系统的运动规划问题.提出了利用对机器人关节进行运动补偿来提高被操作物体在轨迹终点的定位精度的方法,并给出了两个平面3R柔性机器人协调操作一刚性负载的数值模拟,仿真结果证明了该方法的有效性.     

多杆柔性机器人杆与关节耦合效应及优化设计

在以有限元法建立的系统动力学模型基础上,对多杆机器人的柔性关节和柔性杆的动态耦合效应进行研究,发现耦合效应存在关于系统无量纲参数的有利的软耦合和不利的硬耦合,从而提出将机器人的结构参数限定在有利耦合区域内进行以整体质量最小为目标的优化方法,达到了充分利用材料的目的.     

基于神经网络参数自整定PID的双臂机器人协调操作的轨迹跟踪控制

将BP神经网络与PID相结合，解决了双臂机器人协调操作同一刚性负载的轨迹控制问题，设计了应用于机器人协调操作刚性负载轨迹跟踪的控制系统。针对主臂和从臂在实际操作中所处地位的不同，对主臂，从臂应用了不同的控制子结构。采用这一方法，可以实时调整PID控制器的参数，使其在线达到最优状态，克服了依靠经验离线整定PID参数的局限，使系统具有更强的鲁棒性和自适应性，其输出可达到期望的控制精度，仿真实验验证了控制系统及算法的有效性。