带机械臂四旋翼飞行器的控制方法研究

四旋翼飞行器机械原理简单,主要由四个螺旋桨和十字架结构机身组成,是典型的强耦合,非线性欠驱动的六自由度系统。四旋翼飞行器利用四个螺旋桨的转速变化,来控制机身的姿态变化。例如:绕Y轴的俯仰和沿Y轴的左右移动;绕X轴的横滚和沿X轴的前进与后退;绕Z轴的偏航和沿Z轴的上升与下降。四旋翼飞行器的姿态控制是控制系统的核心部分,是热门研究课题。文章的主要内容如下:1.首先对四旋翼飞行器进行了受力分析,通过导航坐标系与机体坐标系之间的变换及Newton-Euler方程对四旋翼飞行器建立运动学模型、动力学模型;2.根据建立的四旋翼飞行器的模型设计研究了基于抗饱和的串联PID控制算法,基于matlab/Simulink中提供的模块对四旋翼飞行器进行模拟仿真实验;3.基于饱和的串联PID控制算法进行仿真实验,结果表明基于抗饱和的串联PID控制算法有良好的动态特性;4.将携带的机械臂考虑成四旋翼无人机在飞行过程中所受的干扰,进行实验。本论文对携带机械臂四旋翼飞行器做了初期的研究,希望后期有更多这方面的学者深入研究。     

基于DFC的肌电控制假肢手实时控制算法

介绍了一种新型的连续控制算法在肌电控制假肢手上的应用.控制系统搭载了一块TMS320F2812DSP作为主控芯片,系统通过采集人体表面肌电信号来控制假肢手完成相应的动作.重点介绍硬件系统的设计及控制算法在该平台上的实现情况.在特征提取过程中应用了离散傅里叶变换和离散余弦变换(DFC).Fisher投影算法(FLD)用于...     

基于多传感器的工业机械臂精细化操作远程控制方法

为实现远程控制工业机械臂时的精细化操作,使其关节轨迹具有连续、平稳、光滑的控制效果,提出基于多传感器的工业机械臂精细化操作远程控制方法。优化传感器的布局,以便采集信息;利用新息变化野值检测方法消除工业机械臂精细化操作中存在的野值,提高关节角度与速度信息的完整性和精度;将滑模控制与神经网络结合,消除因非线性、摩擦非线性和未知参数等不确定性因素对机械臂精细化操作的影响,构建工业机械臂操作远程控制器,实现工业机械臂精细化操作的远程控制。实验结果表明,所提方法可精准控制工业机械臂的关节角度与速度,具有较高的灵活性和高效性。     

一种机械臂分段插值轨迹规划方法

针对工业机械臂在运动过程中的角速度与角加速度突变引起的机械系统冲击问题,结合五次B样条曲线和五次多项式的高阶连续性,提出了一种新的分段插值轨迹规划算法即"B-5-B算法"。通过SOLIDWORKS建立样机模型,利用Adams进行虚拟样机的运动学仿真,得到关节的角位移、角速度、角加速度以及关节力矩图。通过与"3-5-3算法"所得到的图进行比较,表明了该算法提高了工业机械臂的角速度和角加速度曲线的平滑性,并降低了机械系统的冲击力,同时由于B样条具有局部支撑性,为轨迹优化提供了一种新的方法,也为机械臂实物验证做了充分的理论支撑。     

控制臂失效分析

针对某车型控制臂衬套前端开裂,采用材料理化分析、断口形貌分析和CAE模拟分析手段,找出控制臂衬套前端开裂是因为异常受载,并提出解决方案。     

基于非线性微分方程的机械臂运动位置控制方法

针对当前机械臂运动位置控制方法存在机械臂关节节点位置的跟踪效果差和机械臂运动位置控制能力差的问题,提出基于非线性微分方程的机械臂运动位置控制方法。首先对机械臂动力学进行分析,获取内部三连杆结构作用原理和机械臂动力学目标函数,再利用坐标求权矩阵重构机械臂动力学目标函数,获取机械臂相关的非线性微分方程,将非线性微分方程的输出结果,即机械臂动力学参数代入 CPG 神经网络中,构建机械臂运动控制模型。实验结果表明,所提方法的械臂关节节点位置跟踪效果好、机械臂运动位置控制能力强。     

CTS实验六自由度机械手快速跟踪插补控制方法研究

本文详细分析了风洞捕获轨迹实验六自由度机械手的工作原理、结构,并根据该机械手的特点,建立了其杆件的D-H坐标变换矩阵,求出了该机械手的运动学逆解。然后根据轨迹捕获实验的要求,基于机械手的逆解设计了满足风洞捕获轨迹实验要求的直线和空间圆弧插补算法,并通过实验验证了该控制算法的正确性,最后介绍了控制系统的硬件结构。     

基础振动下单自由度机械臂的动力学控制

提出基础振动下单自由度机械臂的基于混合灵敏度函数的H∞控制算法.首先运用拉格朗日法建立机械臂的动力学方程;其次将参数不确定系统的控制问题转化为机械臂的频域控制问题以及混合灵敏度函数整形问题,并运用MATLABμ -综合工具箱中的D-K迭代算法设计控制器.分析结果表明,所设计的控制器能够使系统具有良好的鲁棒性和鲁棒稳定性.     

汽车摆臂断裂失效分析

通过宏观分析、金相检验和力学性能检测等方法,对汽车摆臂断裂原因进行分析。结果表明:由于铸造工艺问题,该摆臂球化分级严重衰减,造成零件力学性能以及疲劳耐久性能大大降低,当零件受到较大外力时发生断裂。     

复合材料控制臂的多区域铺层结构优化

使用碳纤维复合材料设计某乘用车悬架控制臂,对4个区域的铺层结构进行优化设计.首先以各角度铺层厚度为设计变量对控制臂模态频率、质量和各工况应变能进行优化;然后以前三阶模态频率为目标,弯曲刚度参数作为设计变量优化铺层顺序.针对设计变量间存在的工艺约束条件使样本空间不规则且优化变量较多的问题,利用聚类分析进行试验设计确定训练近似模型需要的样本点,并用高斯过程回归方法建立近似模型以减少计算时间,验证模型R2在0.9以上.两步优化后,对比复合材料初始铺层各性能指标均有不同程度改善,复合材料质量减少11.4％;对比原钢制控制臂,各性能均满足要求,质量降低37.1％.     

一种利用标定板的机械臂DH参数标定方法

提出了利用标定板对机械臂DH参数进行标定的方法,使末端执行器按顺序采样标定板的7个点,前3个点用于构建世界坐标系与机器人坐标系之间的关系,后4个点用于建立目标函数和误差方程。优化求解误差方程得到标定后的DH参数。最后通过重复定位精度验证该方法的有效性,使重复定位精度从4.68 mm提高至0.87 mm左右。该方法具有设备简单、操作简易等优点。     

单臂自动抓料装置的工控组态设计

自动抓料装置用于注塑机器上自动抓取塑料成品或浇口料柄,根据不同塑件的开、出模情况,模具结构及工作现场状况,由PLC控制其工作过程。利用工控组态软件,进行自动抓料装置的工控组态设计,实现了自动抓料装置工作过程的实时动态监控。     

柔性机械臂非并置式模型参考自适应控制

推导了单连杆柔性机械臂的动力学模型,研究其末端位置的模型,参考自适应控制。在推导动力学模型时,使用刚性模态和多个弹性模态使单连杆柔性机械臂等效为一个多自由度的机械多体动力系统。在研究末端位置的弹性振动抑制方法时,使用了振动主动控制方法,用线性化模型的最优状态反馈方法构造模型、Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论推导了模型状态跟踪的自适应控制率,用ＬＱＲ方法推导末位置调节控制主。用模型状态跟踪和末端位置跟踪两     

跟随控制在输油臂控制系统中的应用

现有输油臂的操作控制方式很难实现油管接头的快速准确对接。根据输油臂驱动控制的特点,探讨了在其原控制系统内增加跟随控制器的方法,并给出了跟随控制的算法。实际使用中,跟随器的手柄安放在油轮管道接头处,通过跟随控制,即可使输油臂尾端油管接头快速准确地与油轮管道接头自动对接。     

一种改进的Fuzzy-PID复合控制研究

在传统Fuzzy-PID复合控制的基础上,对一种改进的Fuzzy-PID复合控制策略进行了仿真研究.仿真表明与传统的Fuzzy-PID复合控制相比,在一定的建模误差范围内,改进的Fuzzy-PID复合控制具有更强的鲁棒性.     

柔性机械臂弹性振动的主动变参数控制研究

提出了柔性机械臂的主动变参数控制方法,包括主动变刚度控制和主动变阻尼控制。研究了基于增加轴向拉力的主动变刚度控制和旨在增加弹性模态结构阻尼的主动变阻尼控制这两种主动变参数控制方法,设计了相应的机械结构和驱动控制方法。仿真计算结果表明了该控制方法的有效性。     

一种倒立摆的控制方案

介绍一种倒立摆的串级控制方案.对主控制器的输出加了限位,从而由对倾斜角的给定值调整来实现对位置的调节.仿真结果表明这种控制方案可以取得很好的控制曲线.文章中给出了倒立摆控制过程的仿真曲线.     

一种倒立摆的控制方案

介绍一种倒立摆的串级控制方案.对主控制器的输出加了限位,从而由对倾斜角的给定值调整来实现对位置的调节.仿真结果表明这种控制方案可以取得很好的控制曲线.文章中给出了倒立摆控制过程的仿真曲线.     

物流机器人机械手臂自动化控制系统设计

利用传统方法控制物流机器人机械手臂时,存在不同机械手臂关节角度控制时间长及控制误差大的问题。为此,设计了一种新的自动化控制系统。首先,通过设计上位机软件和下位机软件接收工作人员发出的控制命令,从根本上提升机械手臂自动化控制精度;然后,在系统硬件中设计了 PLC 模块、自动化功能模块及报警功能模块,完成机械手臂自动化整体控制。应用该系统后,对机械手臂不同关节角度的控制时间及控制误差展开测试,实验结果验证了该系统具有控制准确性高和时效性高的优势。     

冗余空间机械臂的运动学和笛卡尔阻抗控制方法

为了能让七自由度空间机械臂在空间站外壁换位行走,需要在对接的过程中能够自动控制机械臂接触力以确保其在安全的范围之内。介绍了七自由度空间机械臂的运动学计算方法,采用二次计算法求得其逆运动学解。提出了基于安装在空间机械臂末端六维力传感器反馈的笛卡尔空间阻抗控制方法,将逆运动学解转化到关节空间的位置内环进行位置控制,经Simulink仿真优化参数后在空间机械臂上进行了调试实验,结果表明,力的控制效果柔顺。