多机械手系统建模的一般方法

以双机械手协调作业为例,介绍了多机械手系统建模的一般方法.对于不同数目的机械手以及不同的作业任务,通过定义广义变量,建立关于广义变量的运动学和动力学方程,进而获得多机械手系统的统一模型.它为多机械手系统的控制和仿真提供了基础.     

多机械手刚性协调动力学建模与混合控制

从力负载分析开始,阐述多手直辖市中对象的外/内力和外/内运动定义;考虑对象运动受限情况,提出一组描述协调任务的广义运动和力向量;以各机械手及对象的运动方程为基础,建立面向对象的运动学、静力学和动力学模型,该模型与单机械手操作空间的运动方程具有一致的表达形式,据此,该文探讨了多手协调情况下运动、内力和接触力的混合控制问题。     

模型预测控制方法在机械手操作中的应用综述

文章综述了模型预测控制在机械手中的应用现状,介绍了模型预测控制的发展、特点和主要内容,比较了基于机械手线性模型与非线性模型预测控制的方法及应用,指出了它们各自的优势与局限性,得出了对于多自由度机械手适合采用线性模型预测控制,对于自由度较少的机械手适合采用非线性模型预测控制的结论.     

基于ADAMS的搬运机械手运动学及动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对搬运机械手进行建模,并对其进行运动学及动力学仿真,检查机械手在运动工作过程中的正确性和准确性。同时获得各部件的运动学及动力学相应曲线,分析机械手结构设计及其受力情况是否合理,为机械手设计提供参考。     

四旋翼无人机的旋翼空气动力学建模与仿真

针对四旋翼无人机在不同飞行状态与不同姿态角状态下如何提升飞行稳定性的问题,提出了通过调整俯仰角来提升飞行稳定性的方法.首先建立了四旋翼无人机的机体坐标系与地面坐标系,运用动量理论、涡流理论及叶素理论,对四旋翼无人机的旋翼进行动力学分析,得到桨叶叶素所受到的空气动力及力矩,然后建立了各个旋翼空气动力学系数与飞行稳定性系数的数学模型,并使用MATLAB进行了仿真,得出各个旋翼空气动力学系数在不同飞行状态下的变化情况.最后进行了实际飞行检测,得出四旋翼无人机在飞行过程中,俯仰角保持在[-5°,5°]内,能有效提高飞行稳定性.     

柔性机械手的建模与控制

讨论近年来柔性连杆机械手在建模、位置控制、力控制、柔性振动的消除几方面的研究进展。最后对一些未来重要的研究方向进行了探讨。     

基于解析法和遗传算法的机械手运动学逆解

研究优化机械手轨迹规划问题,机械手运动时要具有稳定性避障性能。针对平面3自由度冗余机械手优化控制问题,建立机械手的结构模型。提出用解析法和遗传算法相结合满足具有计算量小和适应性强的特点。在给定机械手末端执行器的运动轨迹,按着机械手冗余自由度,运动轨迹上每个点对应的关节角有无穷多个解。而通过算法可以找到一组最优的关节角,可得到优化机械手运动过程中柔顺性和避障点。仿真结果表明,该算法可以快速收敛到全局最优解,可用于计算冗余机械手运动学逆解,并可实现机器人的轨迹规划和避障优化控制。     

机械手三维操作空间建立与路径规划

针对传统路径规划算法在机械手路径规划中未考虑机械臂干涉、搜索效率低、路径不合理等问题,在建立了机械手空间模型,采用二次投影法分析和计算机械手操作空间的基础上,将障碍模型和操作空间栅格化,并提出了改进的遗传算法。在遗传算法的设计中,使用实数编码和三维坐标编码相结合的编码方式将栅格进行编码,改进交叉算子,定义最小基因交叉片段数量比,提高了搜索效率,简化了计算过程。通过Matlab建立了机械手仿真模型,验证了算法的有效性,且在实验条件和实验对象等各项参数相同的情况下,相对于传统路径规划算法,搜索效率,最优路径比等得到明显提升。     

基于RBF网络的机械手运动学逆解

通过对RBF网络学习算法的分析,并在此基础上对最近邻聚类算法进行改进,以提高训练速度;并针对最近邻聚类算法整体拟舍效果不十分理想.对网络的输出进行修正,提高了求解精度.采用所提出的改进算法训练RBF网络,建立机械手逆运动学模型.仿真结果表明了该算法的有效性.     

一种微细零件上下料机械手的设计与仿真

针对研制一种微细零件的CNC加工装备,提出了能快速反应的移动机械手的总体方案,实现仿人动作。基于多体系统运动学理论和齐次变换矩阵,建立了机械手的运动学模型,得出了机械手末端的向量方程,并在此基础上利用蒙特卡洛法求解上下料机械手的工作空间。对机械手的结构进行了适当简化后,将所建立的三维模型导入到Adams软件中进行运动学仿真,得到了机械手卜任意一点的位移、速度和受力等方面的分析曲线,对机械手控制的实现及物理样机的制作奠定了基础。     

变型控制策略在机械手调速PID参数整定中的研究与仿真

变型设计极大地提高了产品设计效率,将变型设计引入到控制中提出了变型控制策略的概念和原理,给出了机械手调速控制的数学模型和PID参数整定控制策略。用MATLAB编程仿真了机械手中调速PID的变型参数整定,并用SIMULINK对整定后的PID参数控制机械手调速进行了仿真验证,表明变型后能够更快速的寻找到控制的最优解,使控制过程具有更好的动态性能和稳定特性。最后将整定的参数用在机械手实际控制中,证明了变型控制策略在机械手调速PID参数整定中的有效性。     

N皇后问题独立解算法研究和仿真实现

根据N皇后可行解的七种对称关系,提出求N皇后问题独立解的算法,并验证算法的可行性和正确性。建立求解N皇后问题的仿真软件,验证N皇后问题全解和独立解个数约8:1的数学关系。     

基于系统动力学的计算机建模与仿真

通过计算机建立问题的模型并进行仿真,以程序的动态运行实现对对象发展变化过程模拟,认识复杂的现实研究问题,是一种对复杂系统进行处理的有效方法。介绍了基于系统动力学的计算机建模与仿真,并对系统动力学仿真的应用和发展方向进行了研究。     

车辆动力学网络实时解算系统开发

在论述11自由度车辆动力学模型的基础上,利用WinsockAPI开发了C/S结构的车辆动力学网络解算系统,并通过实车道路试验验证了模型的正确性。实际的应用表明,系统网络解算速度快、结果准确,满足了仿真过程对实时性、驾驶操作真实感的要求。该系统的开发解决了人-车-路虚拟仿真系统中车辆对驾驶人操作的准确、实时响应的问题。     

基于系统动力学方法的软件过程建模与仿真

软件开发质量很大程度上取决于软件过程.软件过程涉及到众多相互关联和反馈的因素,特别是与人和组织行为有关的软因素,但在离散型传统建模方法中难以得到准确反映.文章介绍了基于系统动力学的连续型软件过程建模与仿真方法,并以Brooks法则作为实例描述了该方法的基本要素和优势.文章还对系统动力学方法应用于软件过程不同领域的研究加以回顾,并给出了今后的几个主要研究方向.     

液压启闭机活塞杆检测机器人结构设计与动力学分析

为实现自动检测水电站液压启闭机活塞杆上的锈蚀缺陷,快速检测出锈蚀缺陷位置并进行后续处置,防止出现液压启闭机漏油、控制阀门堵塞等不良后果,本文研制了一种水电站液压启闭机活塞杆检测机器人。文章首先提出检测机器人的结构设计方案,接着确定了其控制方案,然后利用仿真软件对检测机器人进行了动力学分析,分析机器人的速度、加速度以及在不同挤压力下机器人本体偏转角度等参数,最后进行液压启闭机活塞杆检测机器人样机爬行试验研究,验证机器人的可靠性和合理性是否满足设计目标。     

一类圆柱体三维温度场的解析解与仿真

圆柱体导热温度场解的形式有数值解和解析解,根据描述圆柱体的热传导方程、初值条件和边界条件的不同,其温度场解的形式各异.基于此,本文利用特征值法和Bessel函数,导出了一类圆柱体导热三维温度场的解析解,给出了相应的仿真结果.为进一步分析该类圆柱体导热三维温度场的特性提供理论依据.     

基于区域姿态解算的五指机械手抓取系统设计与实现

针对五指机械手抓取成功率低和抓取任务相对简单的问题,基于区域姿态解算方法设计并实现了一种满足不同复杂任务的五指抓取系统。首先,设计了一种气动五指软爪,该软爪使用多种不同刚度的材料制成,由1根主气管和5根支气管驱动,控制复杂度较低,机械性能和抓取性能良好,适用不同的抓取策略。进一步结合软爪的特点提出了基于区域姿态解算的抓取策略。通过预测人手抓取物体时在物体上的接触区域,求解接触区域与软爪指尖在空间上的姿态解,计算软爪的抓取姿态和关节弯曲角度,该策略能够生成高鲁棒性的抓取姿态。然后,设计了包含大量物体的接触数据集。对数据集中的物体标注人手在抓取操作中指尖的接触区域,并尽可能地去除场景信息,提高了数据集的通用性,可用作基准数据集测试算法性能。最后,设计了一系列实验来验证软爪和抓取策略在复杂场景下的抓取性能,实验结果表明了所设计的五指软爪抓取系统在复杂场景下的有效性和可靠性。