RoboCup中型组足球机器人的改进模糊HSIC运动控制

针对RoboCup中型组三轮全向足球机器人路径规划和轨迹跟踪的特点,结合仿人智能控制(human-simulated intelligent control,HSIC)算法,提出了改进模糊仿人智能运动控制算法,并将其运用于该系统的运动控制.实验研究证明,该算法具有控制精度高、稳定性好、能实时逼近期望路径的特点,完全满足RoboCup足球机器人运动控制的要求.另外,模糊控制的控制规则表可以由改进HSIC的逻辑控制规则所确定,使模糊控制器的设计更易于实现.     

小型仿人机器人电机控制系统的设计与实现

设计小型仿人机器人的电机控制系统,以实现多自由度运动控制和协调是机器人技术中的一个难点。针对传统控制器控制的电机数量少、难于实现关节协调的缺点,提出一种基于数字信号处理器（DSP）的新型电机控制系统。通过整合DSP、电机控制集成电路和正交解码单元,发挥DSP的运动控制能力,实现对多路不同类型电机的实时控制。该系统可以获得符合要求的转角控制精度。     

基于仿人智能控制的足球机器人圆弧射门算法

提出了基于仿人智能控制的足球机器人圆弧射门算法.通过路径规划保证了射门动作的准确性并在小车的运动学方程的基础上用仿人智能控制实现对机器人的运动控制,使机器人在速度较高时也能较好地跟随规划路径,设计了并编程实现了基于本文算法的足球机器人运动控制器,进行了实际系统实验,证明了其有效性.     

基于神经网络的HSIC改进算法分析与仿真

为提高控制系统的稳定性和优化控制性能.在对相平面e-e分析的基础上,提出了一种仿人智能控制(HSIC)特征模型的改进算法.将系统动态过程划分为若干运行模式,间接地与系统性能指标建立了相互联系.控制结构上采用开闭环(开环为主导的闭环控制),且控制模态简单.同时,将神经网络逆模型与HSIC相结合提出了一种新的智能控制器(神经网络复合HSIC控制器),将神经网络的参数自学习,自适应特性与HSIC控制相结合,降低了系统逆模型对原系统精确数学模型的依赖.仿真结果证明了设计方法的有效性.     

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...     

基于双计算机的仿人机器人的视觉跟踪系统

运动目标的实时跟踪是机器人视觉的关键技术之一。设计了仿人机器人的视觉跟踪系统,系统采用双计算机,分别负责视觉信息的处理和运动单元的控制,两台计算机通过Memolink进行通讯。基于Windows的视觉信息处理子系统实现运动目标的分割,状态估计和预测。运动控制子系统采用RTlinux实时操作系统,利用PD控制器控制关节运动。实验验证了系统的稳定性和实时性。     

一种模糊HSIC特征模型新算法的分析与仿真

在分析相平面e˙e的基础上,提出了一种仿人智能控制（HSIC）特征模型的新算法;将系统动态过程划分为若干运行模式,在系统响应性能指标与动态过程分区之间间接地建立了相互联系．控制结构上采用开闭环控制,即开环为主导的闭环控制,其控制模态简单．同时,将模糊控制与HSIC相结合,提出了一种新的智能控制器——模糊HSIC控制器．模糊控制器输入输出各语言变量的论域和HSIC特征模型新算法的相平面分区有直接的联系,其控制规则表可以由新算法的逻辑控制规则直接构建．仿真结果表明,HSIC特征模型新算法便于构建模糊控制器,且模糊控制器有较好的鲁棒性和抗干扰能力．     

基于神经网络模糊PID的足球机器人控制算法研究

通过对足球机器人运动学模型进行分析,以足球机器人系统为实验平台,论证了神经网络模糊PID控制技术应用于足球机器人运动控制的可行性。将传统的PID控制与神经网络模糊控制相结合,通过PID算法实现控制的准确性,利用神经网络模糊控制提高控制的快速性与自适应性。针对足球机器人运动控制中的实际问题,着重提出了基于神经网络和模糊控制相结合动态调整PID控制器的三个参数KP,KI,KD的设计方法。实验证明该方法增强了控制器的调节能力和简化了控制器设计,同时本方法对模型和环境具有较好的适应能力和较强的鲁棒性。     

基于HSIC的非线性PID控制器

在分析PID控制器智能性的基础上，运用仿人智能控制(HSIC)原理，对PID控制器的3个控制分置分别通过模拟人的控制行为，在低层次上实现智能控制。通过实验比较常规PID控制器和基于HSIC的NPID控制器对同一控制对象的控制效果，验证了基于HSIC的NPID控制器在模拟人行为过程中取得的良好控制品质。     

一种两轮轮式机器人点镇定智能控制实现

针对实际RoboCup机器人,分析了采用双闭环轮速跟随电机执行系统的两轮轮式移动机器人的数学模型,考虑了实际电机系统必然存在的速度饱和、加速度饱和限制对点镇定控制的影响,基于动觉图式的仿人智能控制理论,提出了一种两轮轮式机器人点镇定的分段比例智能控制器,利用遗传算法整定了控制器的参数.比较了比例控制器,比例余弦控制器和提出的智能控制器的仿真控制效果,并在实际RoboCup机器人上有效实现了提出的控制器.仿真和实际系统实验都证明了该控制器的有效性.     

仿人预测控制在双足机器人步行控制中的应用

基于零力矩点(ZMP)的预测控制是目前双足机器人步行控制中最先进的方法,但是预测控制需要比较精确的预测模型,在环境扰动导致模型失配时,预测控制的性能下降较快。为了解决这个问题,利用仿人智能控制对环境误差具有较强抑制的特点改进预测控制。探讨了在步行控制中引入仿人智能控制的必要性和仿人智能控制改进预测控制的可行性,并设计了仿人预测控制器。最后通过仿真实验验证了新的控制器对双足机器人步行控制的有效性。     

双摆机器人摆杆平衡态任意转换运动控制的实现

双摆机器人两摆杆具有一个自稳定(Down-down)和三个自不稳定(Down-up, up-down, up-up)的平衡状态, 4个平衡状态之间可以构成12个相互转换的运动动作和8个自旋动作. 本文运用基于动觉智能图式的仿人智能控制理论, 设计具有基于特征辨识多控制模态结构的控制器; 采用``类等效'的系统建模方法和改进型遗传算法, 实现双摆机器人模型的精确辨识和其多模态控制器多参数的整定与优化, 并解决了多控制模态之间的平滑切换, 以及从仿真研究到实时控制成功的快速过渡等关键问题. 以(Down-up)向(Up-down)状态的转换为例, 说明了如何实现四个平衡状态之间的任意相互转换的运动控制, 并介绍了仿人智能控制器设计的详细过程. 仿真与实时控制的实例证明了设计理论与方法的有效性.     

嵌入式移动机器人目标搜集运动控制研究

本文基于移动机器人平台设计实现了核心嵌入式控制系统,采用上位机-下位机两级体系结构,开发了环境信息采集上位机软件及机器人运动控制下位机软件;通过激光测距仪实时测量与数据处理,实现机器人对环境目标的探测与感知,设计了电机控制器用于实现机器人运动控制;最后,针对目标搜集使命案例,验证了移动机器人对环境目标的自主探测与搜集的作业能力,实验结果表明：所设计的嵌入式控制系统及其运动控制器满足使命任务要求。     

基于规则的仿人智能控制方法及其应用

在总结前人研究成果的基础上,概括出基于规则仿人智能控制的基本概念、基本思想和主要特点.以仿人智能控制的原型算法为例,分析其静态特性、动态特性和稳定性,并给出基于规则的仿人智能控制器的基本设计步骤.以工作在未知环境下的机器人系统为例,研究了仿人智能控制方法在机器人接触力控制中的应用.它是在数字PID控制算法的基础上,通过仿人智能控制的特征变量的取值符号,选择相应的控制策略实现的.实验结果表明,仿人智能控制方法可以大大提高控制精度.     

A singularity-free motion control algorithm for robot manipulators—a hybrid system approach

This paper presents the design and implementation of a singularity-free tracking algorithm for robot manipulators using a hybrid system approach. A hybrid robot motion controller is designed to ensure feasible robot motion in the neighborhood of kinematic singularities. The hybrid control system has a two-layered hierarchical structure, a discrete layer and a continuous layer. The robot workspace is partitioned into subspaces based on the singular configurations of the robot. Switching between continuous controllers is involved when the robot travels across the subspaces. With the hybrid controller, the robot can work at the vicinity of singular configurations, but also can go through and stay at the singular configurations. The stability of the hybrid system is investigated using multiple Lyapunov function theory. Experimental results have demonstrated the advantages of the hybrid robot motion control method.     

仿人智能控制及其在磁流变半主动悬架中的应用

论文讨论了基于图式理论的仿人智能控制理论最新进展及其在磁流变悬架中的应用情况. 首先, 结合图式理论和仿人智能控制理论, 定义一些基于动觉智能图式的仿人智能控制基本概念, 如感知图式、运动图式以及关联图式等. 然后, 给出了仿人智能控制器设计的通用性方法. 接着, 基于通用性的方法, 针对具有非线性、时滞及不确定性的磁流变悬架设计了基于动觉智能图式的仿人智能控制器. 最后, 开展了实车道路试验来验证控制方法的有效性. 试验结果表明,基于动觉智能图式的仿人智能控制理论是解决复杂控制问题的有效途径.     

排爆机器人运动关节的伺服系统

机器人运动关节的伺服系统是机器人控制系统的基础,伺服系统的好坏决定了机器人整体性能的优劣。基于5自由度排爆机器人,使用Simulink设计出运动关节的伺服系统框图,并通过xPC目标系统生成可运行于PC104的实时控制系统。该系统采用先进PID控制器,具有专家特性。运行结果表明,该方案取得了良好的效果,机器人关节运动平稳且无静态误差,系统具有很好的鲁棒性和实时性。该伺服系统不但可用于机器人运动关节的伺服控制,还可以应用于数控机床等位置控制系统。