一种高精度位置随动控制系统校正算法设计

论述了高精度位置随动控制系统的两种控制策略。以位置随动系统姿态角测量为例,论证了随动控制系统误差区域的鉴别方法,以此作为选择控制策略的依据。并用算例验证了等减速法设计下的校正算法,应用该算法能取得较好的效果,提高系统的稳态特性,即减小系统的稳态误差。     

Stanford机械手运动路径轨迹的规划研究

分析比较关节空间和直角坐标空间轨迹规划过程的特点，确定出Stanford机械手在关节空间建立轨迹规划。在机械手运动学数学模型的基础上．采用三次B样条曲线插值，来实现Stanford机械手各关节的轨迹规划。     

机器人末端执行器姿态轨迹规划研究

研究了以四元数样条曲线作为插补曲线对机器人末端执行器姿态进行插补的相关算法,并进行了姿态轨迹规划。机器人末端姿态的表示方法一般有欧拉角、旋转矩阵等,但存在万向锁、插值困难等问题。引入四元数样条曲线,同时通过增加示教点,使四元数样条曲线适用于对机器人末端执行器姿态进行插补,并研究了基于S型的姿态轨迹规划算法,最后进行了多姿态示教点仿真实验。实验结果表明,所提出的算法规划出来的轨迹平滑,满足机器人末端姿态轨迹规划的要求。     

工业机器人连续轨迹位置规划算法的研究

提出了一种工业机器人连续轨迹位置规划算法。此方法基于笛卡儿空间定时插补算法,包含四个方面内容:特征点提取、曲线拟合、通过位置插补和姿态插补确定插补点及利用逆运动学方程求出各关节转角。此方法可应用于各种工业机器人连续精确的路径规划。     

轨迹规划中的B样条插值算法

研究了B样条插值在轨迹规划中的应用及其与轨迹规划中传统的插值算法相比较所具有的优势。并用计算机仿真实现了一维、二维空间中轨迹规划的B样条插值算法。最后对在将来在多轴控制器的各轴的规划中应用B样条插值逄法的若干问题作了初步的探讨。     

MTS与TwinCAT联合随动加载系统研究应用

某型飞机襟缝翼疲劳试验中,在卡位变换过程中需要对试验件加载,此过程中需要使用随动系统配合加载作动筒进行实时精确加载。通过对算法和系统模块的设计,使用嵌入VS2013内部的TwinCAT3.0平台开发的联合随动加载控制系统,实现了PLC与MTS试验系统实时高速通信、多套倍福伺服系统的同步运动控制以及MTS试验加载系统与随动系统的协调控制,保证了在时间、空间与MTS控制的加载系统相协调,同时也确保了运动过程中的平滑以及载荷施加的准确性。在某型飞机部件襟缝翼疲劳试验中进行了验证与应用,试验结果表明了该项技术在飞机疲劳试验领域具有一定的应用价值。     

基于Internet的随动控制实验系统

综合利用互联网、自动控制、面向对象编程和数据库等技术,介绍了基于Internet的随动控制实验系统的结构与原理等,使学生可以通过远程登陆进行控制理论实验,有效地缓解了实验设备有限的问题。     

位置随动系统软件控制的研究

系统采用8051单片机作为控制中心,介绍一种实现高性能软件PWM的方法,其死区时间达到了1个指令周期,即达到了硬件(指具有PWM功能的单片机)所能实现的最小死区。而对控制算法方面采用双模控制器来替代经典的PID控制,以实现对目标位置的快速和准确的定位。基于这种方式搭建的伺服系统,能有更大的自由度、经济成本低,可使系统的整体性能达到最佳。具有一定的使用价值。     

一种气门电镦成型机器人轨迹规划与仿真研究

运用D-H法建立气门电镦成型机器人数学模型,并进行运动学正逆解。根据实际现场对机器人运动路径要求,规划其运动路径,现场通过示教获取机器人运动关键点,并在关节空间进行B样条曲线轨迹规划研究,获取关节空间轨迹运动函数表达式,并利用Matlab工具对规划轨迹进行仿真模拟。结果表明利用该方法能生成一条关节位移、速度、加速度都连续的平滑运动轨迹,以保证机器人工作时按规定的路径平稳地运行,且能顺利避开障碍物,满足设计和使用要求。     

基于螺旋样条的旋翼无人机区域轨迹规划

针对旋翼无人机在区域作业中的应用需求,提出一种螺旋样条区域轨迹生成方法,设计了给定区域的螺旋控制点生成方法,基于非均匀有理B样条拟合了轨迹。采用线性规划方法求解了以飞行时间最短为目标的规划问题,利用二阶泰勒展开法插值生成用于控制的轨迹序列。通过轨迹追踪实验可知,与传统折线区域轨迹规划方法对比,在相同的动力学约束及作业要求的前提下,该方法有效缩短了作业时间,提高了作业效率。     

八自由度机械臂的轨迹跟踪控制

针对机械臂电液伺服系统,通过扩张状态观测器对整个系统的不确定性和扰动进行观测,在此基础上设计了一种串级自抗扰控制器。基于线性矩阵不等式得到了系统的观测矩阵和控制矩阵,并利用Lyapunov稳定理论对整个闭环系统的稳定性进行了分析和证明。根据实际参数基于MATLAB软件进行了仿真,数值仿真结果证明了该方法的有效性,与传统前馈PID算法的对比仿真结果证明了该方法的优越性。通过实验对所设计的控制器的可行性进行了验证。     

柔性负载电液位置伺服系统的轨迹规划

针对具有柔性负载电液位置伺服系统,提出了基于柔性负载残余振动抑制的轨迹规划控制方法。运动轨迹由三次多项式运动、等速运动、摆线运动和简谐运动组合而成,而运动轨迹方程中各项系数是由刚性负载运动的起始边界条件、终止边界条件和柔性负载自由振动为零的约束条件来确定的。采用模糊控制设计方法实现了电液伺服系统对上述优化轨迹的跟踪。数值仿真结果验证了该方法的正确性。     

位置跟踪系统的预测控制研究

在位置跟踪系统中,希望系统输出能快速,准确地跟随输入而变化。首先采用阶跃响应法建立了控制对象的数学模型,然后将预测控制的思想用于位置跟踪系统的控制,提出了位置控制器的一种设计方法,对有关设计参数的选择进行了讨论。并针对一快速成形系统的X轴永磁同步伺服电机的控制进行了仿真和实时控制实验研究,结果表明,所设计的控制器具有很好的跟踪性能和鲁棒性能。     

轨迹跟踪控制算法在汽车自动驾驶中的应用

轨迹跟踪是基于预定路径点的跟踪方法,主要用于汽车的自动驾驶或移动机器人的自主行走。在研究"预瞄-跟踪"和PID控制的基础上,设计了横向跟踪和纵向跟踪的控制算法模型;然后将算法移植到嵌入式系统中进行实际验证,实验数据表明,此控制算法在控制实时性和控制精度上都能满足汽车自动驾驶的要求。     

双重复控制器在灌装机位置跟踪系统中的应用研究

自动灌装机跟踪精度及其对干扰信号的抑制能力是提高灌装效率的核心问题.根据系统周期性重复运行的特点,提出了基于PID控制与带比例微分调节的双重复控制的复合控制策略.基于系统传递函数模型,采用遗传算法对PID参数进行优化.仿真结果表明,该复合控制方法使控制系统误差收敛速度快,稳态精度高,鲁棒性好,可有效提高设备灌装效率和产品质量.     

欠驱动机器人最优运动轨迹生成与跟踪控制

以被动关节自由的欠驱动机器人为研究对象,对其最优运动规划与轨迹跟踪控制问题进行研究,控制目标为实现欠驱动机器人关节的任意位置控制.对欠驱动机器人系统的可控性条件进行分析,提出部分稳定规划器的思想,利用遗传算法对建立的适应度函数进行全局优化,得到部分稳定规划器的最优切换顺序.利用变结构控制方法进行反馈控制,实现了期望轨迹的精确跟踪.提出的方法一方面利用遗传算法的全局搜索能力,不必考虑机器人的严格线性化,能够快速、准确地实现路径寻优,且具有很好的稳定性:另一方面采用的变结构控制方法能够对系统干扰及参数变化具有良好的自适应性,因此本方法可以很容易推广到多自由度欠驱动机器人系统控制当中.通过末关节为被动关节的平面3自由度机器人进行仿真,仿真结果证明了方法的有效性.     

自主导航小车(AGV)轨迹跟踪的模糊预测控制

针对非完整约束的轮式移动机器人WMR轨迹跟踪问题,以差速驱动式轮式移动机器人XAUT.AGV100为研究对象,对WMR的运动控制问题作了进一步的研究。本文在分析现有移动机器人运动控制方法的基础上,充分利用模糊控制和预测控制的优点,将模糊控制的思想引入到预测控制中,设计了模糊预测控制算法,并采用此方法控制自主导航小车AGV以提高其轨迹跟踪的快速性和运动的平稳性。理论仿真分析和实验研究均证明,采用所设计的模糊预测方法控制AGV,可有效提高AGV轨迹跟踪的快速性和运动平衡性。     

基于遗传算法模糊控制的光伏发电系统最大功率点跟踪技术的研究

针对光伏器件输出功率的非线性特性且工作环境变化频繁的特点,为了获得更好的最大功率点跟踪控制效果,对光伏电池功率电压曲线进行了分析,设计了一种基于遗传算法的模糊控制算法,解决了光伏器件特性在最大功率点两侧不同区间的差异问题,使系统能快速响应外界环境的变化,保证了系统的控制精度,光伏系统始终工作在最大功率点。通过仿真将模糊MPPT控制与基于遗传算法的模糊MPPT控制性能作了比较,结果表明控制性能良好。     

基于灰色PID的摆动气缸伺服系统位置跟踪研究

针对具有不确定或未知的外部负载干扰的阀控摆动气缸位置跟踪控制问题,提出以灰色系统理论与PID控制相结合的方法。构造了灰色PID控制算法,对系统不确定部分建立灰色模型,进行灰色预估补偿,实现对PID参数的最佳整合。经仿真和试验研究表明,该算法可以提高PID控制质量及其鲁棒性,获得较好的跟踪控制效果。     

气动人工肌肉驱动器的动态跟随控制研究

研究了气动人工肌肉驱动器的动态位置跟随控制技术,构建了控制实验系统,设计了控制系统软件,并运用BP神经网络PID控制算法对其进行实验控制研究。实验结果表明,能够较好地实现气动人工肌肉驱动器的位置定位控制和动态跟随控制。