基于关节电机速度控制的机器人直接示教策略研究

本文提出一种无外力传感器、稳定高效的基于关节电机速度控制的机器人直接示教策略。对示教过程中的机器人重力、摩擦力分别进行建模分析。通过机器人的力/力矩平衡方程,递推作用于关节上的重力,并在MATLAB和Adams中仿真验证。建立包括库伦摩擦力和粘性摩擦力的摩擦力模型,并进行模型参数识别。最后,在UR10机器人测试平台上进行了控制策略实现和直接示教实验,实验示教效果显著。该控制策略运算量小、系统响应快、示教灵活、成本低,为后续机器人直接示教研究提供新的方法和途径。     

基于ARM的嵌入式包装搬运机器人控制系统设计

目的为提高包装物品生产效率,提升直角包装搬运机器人的稳定性、可靠性和运动精度。方法根据四自由度直角坐标型包装搬运机器人的机械结构和功能需求,设计一款基于ARM嵌入式的直角包装搬运机器人控制系统。控制系统硬件由主控制器ARM,FPGA和示教器ARM组成,主控制器ARM通过串口与FPGA、示教器ARM以及伺服系统进行通讯。同时基于上述硬件结构提出一种改进型S曲线插值速度控制方法。结果实验结果表明,该控制系统下的直角包装搬运机器人定位精度为±0.5 mm,完全满足设计要求。结论该控制系统能够满足实际作业需求,提升了包装效率,降低了成本。     

基于顺应性跟踪控制的工业机器人直接示教系统

研究了机器人直接示教问题,开发了St(a|¨)ubli TX90工业机器人的直接示教系统。该系统采用一种基于速度调节的顺应性跟踪控制方法,因而能够通过力控制器调节机械臂末端执行器参考速度,实现机械臂对牵引力的顺应性跟踪;同时定周期采集并存储机械臂运动轨迹,通过Douglas-Peucker矢量数据压缩算法去除冗余轨迹点,生成示教轨迹。基于VAL3机器人语言编写了直接示教程序模块,并嵌入St(a|¨)ubli工业机器人示教系统。最后,通过试验验证了所设计直接示教系统的有效性。     

直流无刷电机对机器人行走机构的控制

设计系统以直流无刷电机专用集成控制芯片MC33035为主控制器,通过软件编程实现由AT90S8535单片机输出控制器所需要的PWM波,实现对直流电机转速的控制,近而实现对机器人行走机构的控制.设计系统大大简化了硬件电路,被广泛应用于机器人的行走机构的控制.     

基于DSP的永磁同步电机调速系统设计

本文进行了24V／70W的永磁同步电机调速系统的硬件控制器设计和软件程序编写及相关实验。首先对DSP及其与电机控制相关的功能和结构进行介绍;然后说明永磁同步电机控制系统的硬件电路构成及设计方法,并给出系统的软件实现方法;最后对电机进行控制实验并给出实验结果,为实现永磁同步电机的各种控制策略奠定了实验基础。     

基于DSP的电动汽车CAN总线通讯技术设计

根据电动汽车(EV)通讯高实时性、高可靠性的要求,设计了一种基于TMS320LF2407型DSP的CAN总线通讯技术方案,利用DSP内嵌的CAN总线模块实现电动汽车内的实时通讯.文中介绍了CAN总线物理层硬件接口和控制器的软件实现.     

航空发动机叶片检测机器人的设计与控制研究

针对航空发动机内部空间狭窄难以进行人工检修,以及传统连续体机器人承载能力弱等问题,设计了一种用于航空发动机叶片检测的机器人。机器人主体由多节关节臂组成,关节臂通过万向节连接,由绳驱动;在机器人末端安装连续体。为了提高机器人末端位置精度,开展了闭环控制器的设计和研究。建立了关节臂运动学模型,推导了驱动绳绳长变化量的计算公式,介绍了将惯导传感器读数转换为关节角的方法。采用卡尔曼滤波器以减小测量噪声,得到关节角的最佳估计值,并将其作为反馈量。基于多维泰勒网优化控制（multi-dimensional Taylor network optimal control,MTNOC）设计了闭环控制器,分析了MTNOC控制器的特点及优势,并通过仿真和实验来验证MTNOC控制器的有效性。结果表明,卡尔曼滤波器能有效减小测量噪声;MTNOC控制器比PID控制器具有更好的适应性和动态特性,使关节臂在状态变化较大的瞬间也具有较快的响应速度。在MTNOC控制器的控制下,叶片检测机器人的末端位置精度得到提高,从而提高了航空发动机叶片检测结果的准确性和可靠性。     

基于LabVIEW的机械臂控制与图像处理示教平台设计

本文设计一种基于LabVIEW的机械臂控制与图像处理示教平台,使用六自由度机械臂进行拖动示教功能演示,并设计基于MATLAB的GUI界面进行图像处理演示。实验证明：该平台能实现多种环境的拖动示教演示,进行单舵机运动、多舵机同时运动、机器人动作组重复运动等,增加了图像处理示教功能;同时,将多门学科融合,在测控技术与仪器、机器人工程等专业开展示教及综合实验,提升了学生的创新实践能力。     

基于变参数导纳控制的机器人示教方法研究

针对在工业化人机示教场景下,考虑人机交互的柔顺性与安全性需求,提出了一种基于变参数导纳控制的机器人直接示教方法。首先对示教系统的组成结构进行说明,再基于导纳控制原理以及交互柔顺性与安全性需求设计变参数导纳控制器,最后通过路径拖动示教实验来验证所设计的控制器的有效性。结果表明,提出的控制方法具有较好的准确性,并能保证转向时的安全性。     

往复式活塞气体流量标准装置控制器的研究

往复式活塞气体流量标准装置能扩展活塞装置的流量范围并延长有效检定时间,在简述该装置的结构和工作原理的基础上,针对原系统PLC控制器灵活性不足及ADC精度较低的缺点,提出了一种基于TMS320F2812的往复式活塞气体流量标准装置控制器.介绍了该控制器的硬件构成和软件框架,研究了ADC的校正措施进而提高了ADC精度,实现了伺服电机基于PWM输出的恒速控制和SPWM输出的变速控制.结果表明该控制器ADC的精度优于0.05%,并且易于实现复杂轨迹的运动控制,从而为往复式活塞装置开展深入研究奠定了基础.     

基于RTLinux的模块化、网络化开放式控制器系统

现代开放式控制系统追求方便的扩展、灵活的定制、容易的移植和无缝的集成等特性。本文提出了一种基于RTLinux的开放式控制器系统(RTOC)。文章首先提出一种包含硬件平台、操作系统模块和应用软件模块的参考模型。然后,在实时操作系统RTLinux上开发完成了RTOC。由于RTLinux操作系统平台的开放性,在RTOC中,应用软件模块和操作系统模块都可以被轻松地扩展与定制。同时由于核心部分采用标准C语言进行开发,加之：RTLinux本身具有良好的可移植性,RTOC的软件部分能够很容易地移植到其它硬件平台上。为了保证模块之间的无缝连接,RTOC中实现了基于文件系统的通讯方法和硬件无关访问接口。整个系统采用层次化、模块化的设计,结构清晰,便于二次开发。同时由于RTLinux的支持和RTOC系统设计的优势,本系统具有明显的网络化特征。在RTOC执行控制任务时,关键任务会被加载到系统的核心态运行,从而保证了实时性能。最后,RTOC系统被成功地应用于虚拟漫游平台的控制试验中,证明了其具有良好开放性的优势。     

An agile manufacturing workcell design

This paper introduces a design for agile manufacturing worked Is intended for light mechanical assembly of products made from similar components (i.e., parts families). We define agile manufacturing as the ability to accomplish rapid changeover from the assembly of one product to the assembly of a different product. Rapid hardware changeover is made possible through the use of robots, flexible part feeders, modular grippers, and modular assembly hardware. The division of assembly, feeding, and unloading tasks between multiple robots is examined with prioritization based upon assembly time. Rapid software changeover will be facilitated by the use of a real-time, object-oriented software environment utilizing graphical simulations for off-line software development. An innovative dual VMEbus controller architecture permits an open software environment while accommodating the closed nature of most commercial robot controllers. These agile features permit new products to be introduced with minimal downtime and system reconfiguration.     

蒸发式冷凝器智能控制器设计

从硬件和软件两方面介绍一种用于蒸发式冷凝器自动控制的智能控制器。该智能控制器能够实现工程上单台或多台蒸发式冷凝器运行控制的智能化、模块化和网络化,便于运行管理,同时降低制冷系统的初投资及运行成本,节能降耗,具有广泛的市场前景。     

异步电机软启动节能控制器设计

异步电机在生产中广泛应用。在低于额定负载时,电机的运行效率较低;动态调节电机端电压,使其跟随负载变化以降低能耗,提高电机效率。在理论分析的基础上,设计了一种电机软启动节能控制器,用于电机的节能、软启动和运行保护。该控制器硬件成本低,功能强大。给出了控制器的软硬件设计方案。     

ABBET在雷达综合测试系统软件设计中的应用

系统的通用性、开放性和稳定性是测试系统集成追求的重要目标，软硬件开发的标准化和规范化是实现通用、开放系统的重要手段。ABBET是建立测控软件开放性体系结构的软件标准之一，本文围绕自动测试系统的通用性和开放性，从软件设计思想的角度，阐述了ABBET的分层概念及其基本框架，并在此基础上提出了一种基于CPCI总线的二次雷达综合测试系统软件平台的应用设计构想，为提高专用系统的通用性提供了一种思路。     

可编程控制器在拉伸缠绕包装机上的应用

介绍了可编程控制器在拉伸缠绕包装机控制系统中的实际应用,具体讨论了控制系统的硬件与软件设计,重点介绍了梯形图的设计方法.将可编程控制器应用于拉伸缠绕包装机的控制系统中,改变了传统的继电-接触器控制,使得控制更加灵活,设备运行更加可靠,在不改变硬件接线的条件下,通过改变程序就可改变包装工艺.     

基于嵌入操作系统的总线式断路器智能控制器的研制

针对智能断路器控制器的技术要求,提出了基于DSP和us／OS-Ⅱ嵌入式操作系统的总线式低压断路器智能控制器的设计思路和实现方案,介绍了嵌入式系统的硬件和软件,阐述了Profibus—DP总线接口模块的设计及us／OS-Ⅱ在TMS320LF2407A芯片上的移植．现场试验表明,该控制器可靠性高,试验结果达到预期的设计要求．     

A vertically intersected dual-axis modularized reconfigurable actuator: design and application for a six-axis humanoid robot arm

A vertically intersected dual-axis modularized actuator system (DAMA) is developed and applied to a six-axis humanoid robot arm in this article. The DAMA consists of a two independent joint system, and the system structure is further refined using finite element analysis. It will be shown that the novel DAMA modular system can be used to easily construct a mechanism with any degrees of freedom. In other words, a modular or reconfigurable system can be achieved using the DAMA module. Based on simulations with ADAMS and MATLAB software packages, the system dynamic properties can be observed. In addition, the hardware and software systems of the DAMA are developed. The hardware architecture is composed of a microprocessor, an RS-232 to CAN bus module, and two independent-joint controller modules. The software control system is written in Visual C++. The system employs a simple but effective PID scheme to independently control the DAMA's two joints. The experimental results show that for an S-curve and circle trajectory input position command, the DAMA and the six-axis humanoid robot arm, which is formed by the DAMA module, can track the command well. Hence, the DAMA can be used as a generic module for multiple-degree-of-freedom systems.     

A generic Petri net model for flexible manufacturing systems and its use for FMS control software testing

Developing a flexible manufacturing system (FMS) controller is a complicated task both in the hardware development and software development. To test the control software prior to putting it into use is crucial for the development of a FMS controller. An intelligent testing environment for FMS controllers is under development, the aim of which is to reduce manual work in the testing. To reach this objective the automatic building of a behavioural model of the FMS is demanded. This paper proposes a generic Petri net (GPN) model and approach for the development of control software for FMSs. The principle of this approach is based on checking the control parts of FMSs with the help of temporal relationships between physical operations, and the specification of the FMS controller with GPN. The strategy of GPN modelling is then incorporated with more general problem solving strategies in artificial intelligence. A template is first defined for a GPN model, and then the model for FMS individuals is established in the form of instances of the template. The transitions of the GPN are represented with the proposed general expressions with two syntaxes, 'verb+ noun' and 'verb+ noun+ where', from which the GPN can be formulated. GPN makes it simple to express FMS controls, and procedural language can also be used for information processing. A case study for the testing of FMS controller software is provided to show effectiveness and cost saving over development with conventional methods in which only ordinary Petri net and procedural language are used.