基于神经内分泌的并联机器人智能控制系统

为研究一种高速度、高精度的二自由度冗余驱动并联机器人自适应控制系统,通过建立运动学模型,基于神经内分泌甲状腺激素调节原理,设计了一种带长环、超短环结构的神经内分泌智能控制器,对机器人系统进行控制,并给出了其控制算法。仿真分析结果表明,运动学模型简单有效,使机器人运动过程中各个关节运动稳定、连续且平滑;相对于传统PID控制算法,神经内分泌智能控制算法具有较好的快速响应性、稳定性、鲁棒性、自适应性和抗干扰能力。该方法为机器人的复杂控制提出了一种新思路。     

低轨巨型链形星座解析设计及效能分析

随着微小卫星技术的发展和对地侦察需求的增长,快速设计一个最小卫星数量、低重访时间(10 min内)、具备永久性星间链路的低轨星座成为当前星座设计的热点和难点。针对最小卫星数量实现低重访时间覆盖的问题,提出一种低轨Walker-链形星座及其设计方法,与常规Walker星座的区别为具有一条或多条封闭链状构型,依据覆盖需求和传感器视场角推导了解析设计方法。以对地侦察任务为例设计了一个包含132颗卫星的低轨链形星座,并与常规Walker-δ星座、共地面轨迹星座对比分析效能,验证了其数量优势、低重访时间和永久星间链路特性。     

微创手术机器人的力/位解耦协同智能控制

为解决目前市场上可利用的微创手术机器人都不包含重要的触觉(力)反馈机制的问题,根据人体内部双边解耦协同的生理调控机制,结合微创手术机器人的控制特性,开发了一种新颖的力/位解耦协同控制策略,并设计相应的智能控制系统.通过4个3自由度触觉操纵器装置,对提出的智能控制系统性能进行了真实的实验验证.实验结果表明,提出的控制系统能够实现力/位信号的解耦与协同控制.操作者能够获得准确的力反馈信号,确保机器人和谐、平稳地完成任务.     

基于CANopen的工业机器人控制系统设计

针对工业机器人的结构和控制性能的要求,文章设计并实现了基于CANopen协议的机器人控制系统。首先介绍了控制器局域网络(CAN)的高层协议CANopen,以PCC(Programmable Computer Controller)作为控制系统的核心,用CANopen来实现PCC和伺服驱动器之间的通信;文章着重介绍了CANopen的通信方式、控制系统的整体结构以及软件系统的设计实现。在实践应用中,该技术具有广阔的推广应用前景。     

基于止血机制的冗余并联机器人精准容错控制

冗余并联机器人具有冗余容错能力,能在局部故障的情况下继续工作.而设备的机械间隙无法完全避免,并且较难建立精准的机械间隙模型,因此基于运动学冗余的常规容错方法较难实现精准容错控制.基于生理止血调控机制,考虑冗余并联机器人控制特性和机械间隙因素,提出一种新颖的精准容错控制器.与止血机制类似,该控制器不但能够进行子通道误差优化,而且能进行全局故障辨识和容错补偿.利用2-DOF冗余并联机器人进行了真实实验.结果表明,提出的精准容错控制器的控制精度和容错能力均比传统控制器有较大提高.     

基于Open Inventor的六自由度并联机器人虚拟同步运动研究

针对六自由度大载荷并联机器人的工作监控问题,以Open Inventor为开发平台,对并联机器人虚拟同步运动进行了研究。首先,用Pro/E进行了零部件建模,并导入Open Inventor开发环境,用VRML虚拟现实语言描述了各零部件的连接关系,搭建了虚拟机器人;然后,构建了由立体视觉和位置正解算法组成的复合检测系统,用以实时检测实体并联机器人的位姿;最后,将位姿信息传送至虚拟机器人,由Open Inventor借助其场景渲染能力,利用内置的引擎工具完成了虚拟机器人的同步运动。试验研究结果表明,该机器人虚拟运动逼真流畅,位姿检测精度能控制在0.05 mm内,位姿检测与计算带来的虚拟运动延迟能够控制在0.5 s内;系统不仅能够满足并联机器人一般监控的需要,还提供了一种可供参考的精确位姿检测方式。