一种可重构机器人运动学求解方法

针对可重构机器人没有统一的运动学求解形式问题,提出通过构形平面匹配方法求解可重构机器人的运动学.采用改进形式的D-H建模方法,可自动形成可重构机器人运动学模型;将机器人在目标点的位形分解成若干个构形平面,通过三级构形平面的匹配,可求得具有单一串连形式可重构机器人运动学逆解;对搭建的6自由度机器人和8自由度机器人构形的运动学进行实例仿真.仿真结果表明,采用有限个构形平面匹配方法能够求解出可重构机器人运动学,验证了算法的正确性和实用性.     

基于同构RBF网络的视差图像分治重建

提出一种基于同构径向基函数(RBF)网络的视差图像分治重建方法,通过可调域值和边缘检测完成视差图像的区域分割,在每个区域内采用RBF神经网络进行重建,将各个区域进行拼接,得到最终的重建结果。在不同区域运用RBF进行重建时根据各区域结构特征的繁简用不同分辨率的数据进行训练。实验结果表明,该方法可以获得高质量的重建结果。     

HHRB100搬运机器人码垛程序的离线编程

首先介绍了四自由度搬运机器人的结构特点，然后针对普通示教再现作业方式，提出了码垛机器人离线编程方法。重点对搬运机器人离线码垛过程进行了研究，通过码垛关键参数的输入和码垛空间判断，建立离线编程的基础，给出了机器人码垛的路径规划，最后进行了计算机图形仿真。验证了码垛机器人离线编程方法。     

基于柔性化工作的可重构机器人系统设计

根据柔性化作业的需要,设计了一种新型的可重构机器人模块系统。先按功能要求对可重构机器人模块进行划分,并设计了各模块相应的机械结构。然后基于可重构机器人的模块特性,设计了单模块的控制系统,并且重构后的机器人控制系统采用分布式控制结构。最后进行了机器人的运动实验,结果验证了系统的可行性。     

基于水下目标抓取的UVMS抗扰控制方法研究

水下机器人-机械臂系统（UVMS）在水下作业过程中存在自身结构不确定性干扰、系统动力学耦合干扰以及海流干扰的问题,这对水下机器人的运动控制提出了更高的要求。本文以某欠驱动水下机器人系统作为研究对象,提出了一种误差受限的抗干扰控制方法。基于视线法和设定性能函数得到UVMS的误差动力学模型,再基于此模型设计水下机器人（AUV）抗扰控制器。通过牛顿-欧拉方程估算机械臂对于AUV本体的耦合干扰并进行实时补偿。采用神经网络控制补偿AUV系统的结构性不确定性,并利用自适应控制来补偿神经网络估计误差、非结构性不确定性误差和机械臂耦合干扰的补偿误差。通过机械臂静止和定点作业两组工况下的仿真实验发现,运动控制任务符合设定预期时间和跟踪精度,同时也验证了分离式UVMS运动控制方案在水下定点作业任务中的可行性和有效性。本文方法具有很强的鲁棒性,且能够通过此抗扰控制方法来抑制这些不确定性干扰的影响。     

六自由度水下机械臂系统设计及试验

针对目前水下作业任务对机械臂的轻型化要求,设计了一种关节一体化的水下机械臂系统。论文首先开展了水下机械臂系统结构设计工作,确定水下机械臂的材料和密封方式,着重进行关节执行部件的设计计算和选型工作。其次对该机械臂进行系统建模,建立了系统的运动学和动力学模型。在此基础上进行了水下机械臂控制系统硬件电路设计工作。最后进行了水下机械臂系统控制系统试验,验证系统的设计的有效性和可行性。     

深海ROV伺服控制方法研究及其仿真

针对深海水下机器人(ROV) 处于深海环境中受到外界干扰的伺服控制这一问题, 首先建立推进器推力分配结构, 推导得出作用在ROV本体上相应的实际推力; 然后依据PID 原理和模糊规则, 构造模糊PID 控制器, 实现ROV消除外界干扰恢复静止稳定状态的伺服控制; 最后通过仿真实验表明了所构造的模糊PID 控制具有较好的动态性能和稳态性能, 显示出良好的伺服控制性能.

     

基于VxWorks的水下机器人通信系统设计

针对水下机器人（ROV）在深海高噪声干扰环境中工作的特点,设计了一套基于VxWorks实时操作系统的ROV整体通信系统,实现了水下核心控制器对水下分系统快速高效的信息采集和数据分配,水下系统和水面控制器稳定实时的数据交换;硬件方面设计了以CAN总线为基础的水下通信系统,通过FPGA实现了CAN总线和PC104总线之间的时序逻辑转换,软件方面设计了基于TCP/IP协议栈的水面操控台和ROV之间的网络通信方式和水下各系统之间的CAN总线通信方式,着重介绍了基于缓冲队列的网络通信编程;通信系统数据测试实验表明：CAN总线通信和网络通信均具有良好的实时性和可靠性,满足最初的设计需求,而且采用模块化设计,便于维护和移植。     

基于NDO的ROV滤波反步轨迹跟踪控制

针对作业型遥控水下机器人(ROV)在轨迹跟踪过程中存在模型非线性、强耦合、模型参数不确定和外界干扰不确定等问题,提出一种基于非线性干扰观测器(NDO)的滤波自适应反步控制策略。使用NDO观测模型的不确定性和外界干扰,通过指令滤波器避免了直接对虚拟控制量解析求导的过程,利用自适应律补偿观测器观测残量。通过Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差系统的渐进稳定。仿真实验表明,设计的控制器能够实现精确的轨迹跟踪,具有较好的鲁棒特性。     

基于柔性化工作的可重构机器人系统设计

根据柔性化作业的需要,设计了一种新型的可重构机器人模块系统。先按功能要求对可重构机器人模块进行划分,并设计了各模块相应的机械结构。然后基于可重构机器人的模块特性,设计了单模块的控制系统,并且重构后的机器人控制系统采用分布式控制结构。最后进行了机器人的运动实验,结果验证了系统的可行性。