基于模糊控制的2R欠驱动机器人位置控制

基于模糊控制理论,研究2R欠驱动机器人关节的位置控制问题.在被动关节附加电磁制动器以控制关节间的耦合状态.根据电磁制动器的工作状态,将欠驱动机器人的位置控制分为两个阶段.第一阶段,制动器解锁,利用被动关节加速度与驱动关节转矩间的动力学耦合效应,间接控制被动关节沿预定轨迹运动到预定位置,同时总结模糊控制规则,设计用于控制被动关节运动的模糊控制器.第二阶段,制动器锁定,然后驱动关节运动到预定位置.设计并搭建了基于可编程多轴运动控制卡的试验控制系统.最后通过试验成功实现2R欠驱动机器人关节的位置控制.试验数据表明,模糊控制方法对于机器人被动关节具有较高的位置控制精度,鲁棒性良好,并且不依赖于机器人动力学模型,实时控制的计算量小,体现出智能控制的优越性.     

基于双目视觉方法的可穿戴式导盲机器人研究

针对现有导盲方式的不足,设计一种基于双目视觉方法的可穿戴式导盲机器人。该机器人借助左右两个图像传感器实现障碍物定位和场景三维重建,并将提取出的信息以振动和语音形式反馈给穿戴者。从硬件和软件角度分析了可穿戴式导盲机器人的技术路线,介绍了双目视觉的原理与算法基本步骤,分析了基于神经网络法的多传感器信息融合算法,最后建立了人机适应性的评价指标体系,为该可穿戴机器人的实际设计奠定了基础。     

基于Bang-Bang控制的足球机器人运动控制研究

针对Roboocup小型组足球机器人运动控制要求实时、准确、稳定等特点,采用了基于时间最优的bang-bang控制算法来进行机器人的运动控制,解决了机器人在高速的比赛中因为其自身的特性而不能实时、准确的跟踪路径规划程序生成的轨迹这一问题.仿真实验的结果和在实际足球机器人平台上的应用表明,该算法能准确有效的实现机器人的运动控制.     

电磁诱导式喷雾机器人导航控制设计

利用电磁感应技术对喷雾机器人的导航控制系统进行了设计,提出了一种基于PD控制的四轮独立驱动、实时跟踪诱导的控制算法.该算法能够使喷雾机器人在转弯时自动调整行走速度和路线.运行试验表明,算法程序稳定、可靠,满足了喷雾机器人的功能要求.     

基于FNN的Terminal滑模算法在并联机器人控制中的应用

针对伺服电机作为驱动装置的并联机器人,首先运用模糊神经网络(FNN)控制策略对驱动侧进行控制仿真,在分析结果后,结合Teiminal滑模控制方法,提出一种新的控制策略,用FNN输出代替滑模中引起抖振的切换部分,Terminal滑模函数的选取保证了输出跟踪误差在有限时间内收敛到零,仿真结果表明,所提出的控制策略可以实时的满足并联机器人的高精度,高速度控制要求.     

冗余度机器人力控制的研究与实现

运用冗余度机器人运动学逆解的一种局部优化算法-梯度投影算法,针对冗余度机器人与环境的接触力建立控制的目标函数,以及机器人末端轨迹和速度极限的约束函数,并结合ADAMS和MATLAB对平面三自由度机器人进行仿真,结果表明此方法的合理性和有效性,为冗余度机器人力控制提供了一种有效的方法.     

一种高空消防机器人模糊控制设计方案

这里首先介绍了高层建筑消防机器人整体设计方案和无限程攀爬机构原理,为了实现到达目标点时间最优,考虑到工作环境的复杂、系统耦合以及速度限制的特点,本系统中设计采用了速度模糊控制器.实际表明这种控制器易于实现且鲁棒性高,能够满足火灾现场的需要.     

并联六自由度机器人智能控制算法的研究

并联六自由度机器人在许多行业有着非常好的应用前景,其特殊结构给机器人带来许多其它机器人不具备的优点,但是也给机器人的精确控制造成了困难。机器人运动时每个液压缸上分配的负载是变化的,因此每个液压伺服回路的受力、频率等系统参数也是变化的,常用的控制算法很难实现系统的精确控制。为了解决该问题,文章在建立了系统数学模型的基础上,设计一种采用双链交叉算子的遗传算法来荻取模糊控制的经验,实现对机器人的智能模糊控制。仿真实验表明：该控制算法能够比较精确地控制并联机器人,效果要优于一般的控制算法,并且操作简单、智能程度高。     

基于模糊自整定PD控制器的机器人计算力矩控制

设计了应用于计算力矩控制方案中的模糊PD控制器(FLC),进一步提出了模糊自整定PD控制器(SFLC).用带有末端执行器的平面3自由度机器人为例进行了动力学仿真,并将采用固定PD控制器、模糊PD控制器和模糊自整定PD控制器的计算力矩控制方案进行了比较.仿真结果表明,采用模糊自整定PD控制器(SFLC)后能有效的克服模型不确定所造成的影响,得到比较小的轨迹跟踪误差,为机器人的实际控制提供了理论基础.     

On position/force tracking control problem of cooperative robot manipulators using adaptive fuzzy backstepping approach

In this paper, the position and force tracking control problem of cooperative robot manipulator system handling a common rigid object with unknown dynamical models and unknown external disturbances is investigated. The universal approximation properties of fuzzy logic systems are employed to estimate the unknown system dynamics. On the other hand, by defining new state variables based on the integral and differential of position and orientation errors of the grasped object, the error system of coordinated robot manipulators is constructed. Subsequently by defining the appropriate change of coordinates and using the backstepping design strategy, an adaptive fuzzy backstepping position tracking control scheme is proposed for multi-robot manipulator systems. By utilizing the properties of internal forces, extra terms are also added to the control signals to consider the force tracking problem. Moreover, it is shown that the proposed adaptive fuzzy backstepping position/force control approach ensures all the signals of the closed loop system uniformly ultimately bounded and tracking errors of both positions and forces can converge to small desired values by proper selection of the design parameters. Finally, the theoretic achievements are tested on the two three-link planar robot manipulators cooperatively handling a common object to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

步行康复机器人轨迹控制方法研究

为了满足神经受损患者步行康复训练需要,设计了以外骨骼助行腿为核心的步行康复机器人,其重要的要求是保证机器人的运动轨迹符合患者康复训练要求。为使机器人能模拟步态为患者提供康复训练,在合理的步态规划后对轨迹的控制方法进行了研究,在控制系统软、硬件平台上完成了步行康复机器人助行腿的两种轨迹控制方式(位置控制和速度控制)。通过实验验证了控制方式的可行性,满足了患者步态训练需要。同时实验结果表明,速度控制方式比位置控制方式更加适合步行康复机器人。     

Development of a novel hand−eye calibration for intuitive control of minimally invasive surgical robot

Robotic-assisted surgical system has introduced a powerful platform through dexterous instrument and hand−eye coordination intuitive control. The knowledge of laparoscopic vision is a crucial piece of information for robot-assisted minimally invasive surgery focusing on improved surgical outcomes. Obtaining the transformation with respect to the laparoscope and robot slave arm frames using hand−eye calibration is essential, which is a key component for developing intuitive control algorithm. We proposed a novel two-step modified dual quaternion for hand−eye calibration in this study. The dual quaternion was exploited to solve the hand−eye calibration simultaneously and powered by an iteratively separate solution. The obtained hand−eye calibration result was applied to the intuitive control by using the hand−eye coordination criterion. Promising simulations and experimental studies were conducted to evaluate the proposed method on our surgical robot system. We extensively compared the proposed method with state-of-the-art methods. Results demonstrate this method can improve the calibration accuracy. The effectiveness of the intuitive control algorithm was quantitatively evaluated, and an improved hand−eye calibration method was developed. The relationship between laparoscope and robot kinematics can be established for intuitive control.     

遗传算法在工业机器人控制中应用研究

在构建工业机器人实验硬件系统的基础上,对机器人控制技术进行深入的研究,忽略机器人关节间的耦合,设计单关节的PID控制器.为获取最优的控制效果,利用遗传算法进行PID参数的自整定.最后,对所设计的PID控制器进行了仿真试验,结果表明,与单纯的PID控制相比,基于遗传算法的PID控制器响应速度快,基本无超调,可满足实际作业的要求.     

一种预测模糊集成控制系统的设计方法

将预测控制方法与模糊控制方法相结合,构成一类预测模糊集成控制系统。用以解决工业过程控制系统中存在的且难以处理的大滞后与非最小相位问题。文章最后给出仿真结果。     

模糊切换方式下的复合控制

设计与分析了交流伺服系统FZ-PID的复合控制原理，针对阀值切换三存在的缺陷提出了一种基于模糊则切换的复合控制器。实验结果表明基于模糊切换方式下交流伺服系统具有较快的速度响应，较高的稳态精度和较小的超调，并实现了两种控制的平滑过度。     

基于模糊PID控制器的多电机同步控制装置的应用

该文在PID控制的基础上引入了模糊逻辑的概念，提出了一种较新的模糊PID控制算法，并使之应用在多电机同步控制装置中，实验结果表明该控制器能够大大增强系统的动态特性，使多电机良好地以一定速度同步运行。