压电陶瓷微位移器件迟滞模型的研究

在通过统计物理学角度分析压电陶瓷迟滞规律的基础上，结合数学建模方法，提出了一种简单实用的压电陶瓷迟滞数学模型。并设计了压电陶瓷实验控制系统，对迟滞数学模型进行了验证，实验结果表明，此模型可以有效减小压电陶瓷的迟滞非线性误差，提高压电陶瓷微位移的控制精度，本研究有助于实现基于压电陶瓷的高精度开环微位移控制。     

改进的多机器人协作探索策略研究

提出了一种基于Wolfram Burgard方法改进的多机器人未知环境协作探索策略.该策略分别从以下3个方面提出相应的改进措施:为了减少重复探索区域和重探索的次数在代价值计算模型中加入了重复探索路径的影响因素;为了使各机器人始终保持通讯,在效用值计算模型中加入了有限范围通讯的影响因素;为了提高算法的实时性提出了一种全局规划与局部规划相结合的改进算法.仿真实验结果验证了该改进方法的有效性及相比于Wolfram Burgard原始方法具有以下优势:重复探索区域的重探索次数显著下降;机器人间能保持合理的间距以保证通讯不发生中断;算法的实时性有明显的提高.     

基于卡尔曼滤波的髓内钉锁孔操作标定方法研究

在机器人辅助正骨手术中,髓内钉的锁孔操作需要很高的定位精确度,因此需要一种相应的高精确度系统标定方法来满足定位要求.本文利用卡尔曼滤波的间接法标定法,其跳过对定位盒顶点坐标的求取,将标定盒三个顶点的坐标作为状态参量,将机器人由拍照位姿到钻孔位姿之间的位姿变换参数当作观测参量.并在此基础上推导出状态参量与观测参量之间的映射关系,对一系列观测参量的测量,利用卡尔曼滤波算法对状态参量进行滤波估计,最后间接求取转换矩阵.实验证明,这种方法的精确度不会因为标定试验次数增多而导致标定盒磨损,重复精确度较高.     

基于并列选择遗传算法的多机器人协作探测

多机器人系统在执行探测任务时,存在多个机器人同时选择相同探测区域而造成碰撞几率增加和探测效率降低的问题.在原有并列选择遗传算法的基础上,提出了一种改进的遗传算法.仿真和实验结果表明,将该算法应用于多机器人协作区域探测,可以减小机器人之间的碰撞几率,提高多机器人系统的探测效率.     

一种微小型嵌入式图像处理平台的研究

微小型自重构移动机器人自主对接方法的研究是一个较新的方向,针对微小型自重构机器人系统的要求,研究了一种基于DSP ADSP-BF533和CMOS数字摄像头VS6524的微小型嵌入式图像采集和处理平台,用于机器人对接引导;并在实验中实现了对自重构微小型机器人对接部件特征的识别,验证了平台的可靠性。     

空间机械臂全局反作用优化及其地面试验研究

针对空间机械臂在运动过程中对其基座产生力／力矩反作用这一问题进行了分析,并提出一种关节轨迹参数化的全局反作用优化方法,用于减小机械臂的反作用力／力矩．基于气浮轴承方法,建立了3自由度空间机械臂反作用优化地面实验系统．最后,采用3自由度机械臂验证了该方法的有效性．     

欠驱动手动态抓取控制的研究

基于手指动力学模型建立了速度观测器.该观测器用于欠驱动手的自适应轨迹跟踪,弥补了欠驱动手没有速度传感器的缺点,补偿了手指模型中欠驱动元件(如扭簧)造成的不确定因素.与PID和计算力矩法相比,其跟踪误差更小,动态控制效果更加理想.通过动力学模型建立了基于力的阻抗控制策略,在阻抗控制中使用速度观测器,实现了基关节的动态抓取力跟踪.动态轨迹跟踪与力跟踪相结合,使欠驱动手在抓握时具有良好的动态抓取性能.     

柔性铰链及其在精密并联机器人中的应用

在总结了柔性铰链及柔性铰链并联结构的概念、类型、特点的基础上,分析了该领域国内外的最新动态及其关键技术,提出了一种新颖的大行程柔性铰链结构,并以此为被动关节,构建了大行程柔性铰链并联机器人,并给出了测试结果.该系统可在立方厘米级的工作空间内达到亚微米级的运动精度.     

蓝牙自组网形成算法及路由发现

蓝牙最初延生是为个域网提供支持.为了应用灵活,蓝牙规范并没有规定散射网的结构,而是让用户选择自己的形成算法并在其基础上定义对应的路由协议.该文提出了一个分布式散射网形成算法.首先发现邻居节点,根据收集到邻居信息生成匹克网.该步结束时整个区域内蓝牙节点形成一系列互不相连的初始匹克网;然后选择桥节点,互连初始匹克网形成一个连通散射网并严格保证任意两个毗邻匹克网在互连过程中建立唯一的连接.通过一个角色转换,图桥节点角色得以确定.可以运行简单的动态源路由协议类似算法实现散射网的路由查找.仿真试验结果表明,散射网具有较好特性.     

用于光学调整的二维纳米级微动台的设计分析

研究开发了一种用于光学调整的二维压电驱动的纳米级微动工作台,建立了工作台的力学模型,并利用结构力学理论推导出工作台沿X、Y方向刚度及前二阶固有频率的解析式。通过微动工作台固有频率及沿X、Y方向刚度的实验测试,验证了解析方法和有限元方法用于微动工作台设计分析的可行性。有限元分析结果表明,可通过改变直角平板柔性铰链的特征参数,达到控制和优化工作台固有频率、输出位移、应力分布及驱动力响应的目的,并提出一种初选微动工作台柔性铰链参数的简易方法。