液压驱动伺服机器人的模糊滑模控制研究

针对液压驱动四足机器人伺服系统非线性和不确定性严重的问题,提出了一种快速响应、鲁棒性好、控制精度高的模糊滑模控制器,并进行了仿真研究.首先,建立了液压驱动伺服机器人的液压动力机构非线性数学模型,利用Lyapunov方法设计了滑模控制器;其次,构造了一个模糊边界层宽度调节器,削弱滑模控制的抖振;最后,分析了参考力、液压参数、供油压力及负载刚度变化对系统输出的影响.仿真结果表明,该控制器对液压伺服力系统非线性和参数变化具有较好的控制效果.该方法用于四足液压驱动伺服机器人的控制是可行的、有效的.     

基于PMAC的液下搅拌机器人控制系统的研究

机器人系统实质上是一个实时多任务系统,根据Windows系统的多线程机制,建立机器人系统软件的多线程模型。将机器人系统中管理、控制功能的实现分作若干个模块,采用VisualC++语言编制控制程序。负责底层伺服驱动的函数利用PMAC运动语言编写。整个控制软件能完成机器人的伺服驱动、数据及运动状态显示、机器人路径规划和定位等任务。     

基于VC++与PMAC的机器人控制软件的开发

以IPC DSP作为六自由度工业机器人的控制器,设计了一种基于可编程多轴控制器PMAC(Programmable Multi-Axies Controller)的开放式机器人控制系统.采用Visual C 编制控制程序,将机器人系统中管理、控制功能的实现分为若干个模块,负责底层伺服驱动的函数利用PMAC运动语言编写,可直接调用.整个控制软件能完成数据及运动状态显示、伺服驱动、机器人路径规划及定位等任务.实践证明该机器人控制系统运行平稳.     

液压驱动型四足机器人电液伺服控制系统仿真建模与实验分析

复杂的作业环境和艰巨的作业任务使液压驱动型四足机器人对其伺服系统的精度、速度和力量均比一般机器人在普通情况下有更高的要求。为掌握液压驱动型四足机器人在多种路况下行走时各液压缸的受力情况以及液压系统内流量、压力的变化情况,需要对其虚拟样机进行机械动力系统和液压伺服系统的联合仿真,定性分析电液伺服系统位置、速度等被控对象的特性,并分析PID控制器在四足机器人伺服控制方面的特性与不足。针对传统控制算法在四足机器人控制存在的短板问题,设计了一种非对称前馈补偿模糊自适应PID算法,并利用物理样机进行了实际验证。实验结果为四足机器人电液伺服控制系统硬件、软件和控制算法的设计与优化指明了方向,还为研究四足机器人平稳步态控制策略提供了决策依据和数据支持。     

外骨骼机器人关节驱动及优化研究

随着工业4.0时代的到来,我国正加速向工业4.0迈进。以智能制造为主导,将工业机器人和传统制造业有机结合,充分利用先进技术实现产品质量、安全和生产效率的提高。外骨骼机器人作为一种特殊机械设备,是为改善下肢功能障碍人士及行动不便人士而设计的。外骨骼机器人能在特定的环境下帮助运动机能障碍人士进行训练和生活自理功能重建,并且其机械关节驱动系统能够对关节进行运动控制。在外骨骼机器人设计过程中,采用动态驱动、伺服驱动器、自适应可调节关节及柔性传动装置。通过建立某医院辅助服务外骨骼机器人的动力学模型和电机驱动参数库,提出一种优化外骨骼机器人驱动系统的方法。     

两自由度并联机器人控制系统设计

针对机电装配、医药包装等行业自动化抓取和放置实际应用的需求,设计了一种采用直线伺服驱动技术的两自由度高速并联机器人;首先进行了机器人的机械结构设计,并且通过运动学分析,结合运用蒙特卡洛法与几何法求解出并联机器人的工作空间;其次采用MCU+CPLD(STM32F103+MaxⅡ)的双控制架构,根据工作空间结构在MCU中设计出高效的运动轨迹生成算法,并在CPLD中运用DDS技术将伺服运动参数转换成脉冲经一级差分后输出到伺服驱动器;在双控制器的通信方面合理利用CPLD中的状态机提出了双级数据缓冲方式,使得MCU写与CPLD读交错进行,可以实现数据的无缝刷新;最后进行了并联机器人系统样机的制作与调试,分析结果表明所研制的机器人控制系统能够使机器人快速抓放金属小球,实现稳定可靠运行。     

微操作机器人的视觉伺服控制

视觉伺服控制是微操作机器人实现精确运动,完成自动操作的必要手段．本文介绍 了实现微操作机器人视觉伺服控制的方法．首先论述了微操作机器人的视觉伺服结构,并以 建立的面向生物工程的双手微操作机器人系统为例,介绍了基于二维显微视觉信息的三自由 度柔性铰链微操作机器人的运动学建模方法,针对压电驱动器控制器的特点提出了基本的PI D视觉伺服控制规律实现方法,并进行了点到点运动和圆轨迹跟踪实验．实验结果表明,视 觉伺服控制克服了由于标定以及环境等因素导致的运动模型不准确而引入的误差．     

机器人知识讲座

(图解机器人问答100则) |问9|什么是机器人系统? 答:前面我们讲述了“什么是工业机器人”,从中我们可以知道工业机器人本身是由两大部分组成的,即机械部分的“操作机”和控制部分的“控制柜”或“控制装置”。而这些部分又含有驱动单元(包括驱动器、架速器和检测元件)、控制系统的硬件和软件。但是只有工业机器人本身     

SMA驱动的微型平面关节机器人的研究

近年来，利用形状记忆合金（ＳＭＡ）的形状记忆效应原理制作的驱动器已在机器人领域中得到应用，ＳＭＡ驱动器以其重量轻、结构紧凑、易控制等优点，大大推动了微型机器人的发展．本课题使用所研制的推挽式直线位移型和旋转关节型ＳＭＡ驱动器代替传统的伺服驱动系统，研制了一台三自由度（两个旋转自由度和一个直线自由度）且带末端夹持器的微型平面关节机器人．本文将介绍该机器人的结构设计，控制系统及其软件设计．     

基于Labview的下肢训练机器人的位置控制实验

本训练机器人的目的是帮助运动员完成专项力量训练。它的驱动装置为带电液伺服阀的液压系统,并通过一四连杆机构把油缸的直线运动转换成摆杆的摆动,训练时运动员把脚踝绑定在摆杆上。通过控制伺服油缸的位移轨迹来控制摆杆的运动,用Labview里的PID控件进行闭环控制,让油缸按照一设定余弦曲线运动,以观察系统的准确性。     

基于双向LSTM神经网络的机器人机械臂智能轨迹控制系统

针对机械臂智能轨迹控制易受其不确定性与外部扰动影响的问题,设计基于双向LSTM神经网络的机器人机械臂智能轨迹控制系统,实现对机器人机械臂轨迹的实时控制,使其能够快速响应环境变化和执行新任务。利用远程控制模块输入用户设定的机械臂运行参数;主控制模块的主控单元利用双向LSTM神经网络,估计机械臂的不确定性数据,并依据用户设定的相关参数,结合自适应滑模控制器,设计机械臂智能轨迹复合控制律,由主站通讯板卡传输至伺服模块;伺服模块接收智能轨迹复合控制律后,利用伺服驱动器启动直流力矩电机,按照复合控制律驱动机械臂运动,完成机械臂智能轨迹控制。实验证明：该系统可有效完成机器人机械臂智能轨迹控制,且控制后的运行轨迹与设定轨迹非常接近;经过控制后的机械臂关节角度变化曲线较平滑,且连续,具备较优的智能轨迹控制效果。     

高性能液压驱动四足机器人SCalf的设计与实现

详细阐述了液压驱动的四足仿生机器人SCalf的结构组成、机载动力系统、液压驱动器和实时控制系统.利用基于姿态解耦的运动控制方法,实现了机器人的平稳、快速运动.开发了基于足底接触力的腿部柔顺控制方法,提高了机器人对复杂地形的适应能力.在实际运行实验中,验证了SCalf机器人在非平整路面、易打滑路面、上下坡及上楼梯状况下的运动能力,以及受到侧向冲击时的抗扰动能力和自主平衡能力,证明了SCalf四足机器人能够满足较为复杂地面环境下的行走需求.     

基于LabVIEW的机器人的运动控制系统研究

为了减少机器人运动轨迹误差,实现对机器人的精准控制,提高机器人的运动效率,设计了基于LabVIEW的机器人的运动控制系统;采用了NI公司的控制板卡,选用了Odriver驱动器作为主控制器,选用大力矩伺服电机作为驱动电机,实现运动控制系统的硬件架构的设计;通过脉冲信号驱动电机运动,获取机器人的运动轨迹数据,通过进行对控制...     

德国路斯特新产品

异步伺服驱动器CDB3000是德国路斯特伺服系统有限公司于2004年推出的最新产品。作为c—line伺服系统驱动器产品平台的新成员，它致力于驱动异步感应电机完成各类生产机械的运动控制，特别是一般变频器不能实现的绝对或相对定位控制。     

北京联合大学机电学院机器人技术成果

北京联合大学机电学院本着“应用为本”的理念,在机器人领域的研究团队重点研究机器人直流伺服驱动技术,并以直流伺服驱动技术为基础,开发了各类仿生机器人,如仿生人形机器人、仿生机械狗、仿生机械蜘蛛,6自由度仿生机械臂,以及仿人大型娱乐机器人. 仿生人形机器人(图1)已作为北京市机器人比赛的运动平台,完成了2013、2014两届中小学机器人比赛的任务.     

四足仿生机器人单腿系统

为实现四足仿生机器人动步态行走,设计一款基于液压驱动方式的机器人仿生单腿系统.首先,在四足哺乳动物肌肉-骨骼结构分析的基础上,确定了机器人单腿的自由度配置;其次,通过机器人在平坦路面上的行走运动仿真,获得关节输出特性;随后,在仿真研究的基础上,完成了关节驱动机构设计、液压驱动器选型、4自由度单腿设计以及控制系统设计;最后,搭建单腿子系统性能测试平台,并完成了单腿纵向弹跳实验.弹跳实验验证了机械结构和控制系统设计的正确性和相关控制算法的有效性.     

呼吸参数监测机器人系统的气压伺服控制

本文研究了机器人移动状态的气压伺服控制,通过对人工筋驱动器进行压力控制实现机器人单步移动时的准位置伺服控制,研究了以气动人工筋驱动器和钳位气囊为控制对象的控制系统,建立控制阀的流量方程,研究了机器人气压（位置）的伺服控制算法,并进行计算机实验仿真分析和研究。     

PLC在工业机器人中的应用研究

对工业机器人的总体结构和设计要求进行分析,对伺服控制系统和工业机器人驱动特点进行了论述,确定工业机器人驱动采用全数字交流伺服控制系统,完成了伺服电机和驱动器的研究。在对工业机器人控制器进行分析的基础上,阐述了本课题工业机器人采用MITSUBISHI PLC控制的理由,详细介绍了MITSUBISHI PLC控制系统,包括处理器、运动控制模块以及与上位机的通讯等,控制系统在某工业现场获得了很好的应用效果。     

自适应神经模糊推理结合PID控制的并联机器人控制方法

针对6自由度液压驱动并联机器人的精确控制问题,提出一种结合自适应神经模糊推理系统(ANFIS)和比例积分微分(PID)控制的机器人控制方法。首先,利用浮动坐标系描述法(FFRF)来模拟机器人柔性组件,并构建并联机器人的拉格朗日动力学模型。然后,根据模糊推理中的模糊规则来自适应调整PID控制器参数。最后,利用神经自适应学习算法使模糊逻辑能计算隶属度函数参数,从而使模糊推理系统能追踪给定的输入和输出数据。将该控制器与传统PID控制器、模糊PID控制器进行比较,结果表明,ANFIS自整定PID控制器大大减小了末端器位移误差,能很好的控制并联机器人末端机械手的运动。     

基于IPC与运动控制卡的机器人运动控制系统

工控机(IPC)和运动控制卡组成的开放式机器人控制系统,具有可靠性高、信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹准确等优点,利用其来进行六自由度关节机器人的运动控制系统的开发.IPC实现上位机功能,完成人机交互、运动学运算等任务.下位机采用PMAC运动控制卡,对各关节电机进行伺服控制.上位机基于Visual C++编程,通过调用PMAC的动态链接库编写上位机人机界面实现对PMAC卡的控制,另外介绍了伺服驱动器的设置以及PMAC的PID调节.实践证明这套系统工作可靠,完全满足要求.