气动机械臂的控制原理及其实现

研究了多自由度气动机械臂的新型控制原理和实现方法，设计了机械臂的计算机控制的软硬件系统，并给出了定位和跟踪控制的实验结果。     

机械臂拾取装置的模糊控制仿真研究

采用模糊控制方法研究机械臂拾取并准确定位电子元件的过程。首先介绍模糊控制方法的概念及基本原理,接着对机械臂拾取系统进行建模和性能分析,最后针对其进行模糊控制的Matlab/Simulink仿真研究。结果表明模糊控制可以很好地降低系统超调和控制时间,并准确将电子元件定位。     

基于压电模糊控制的2R柔性机械臂主动抑振实验研究

柔性机械臂在运动过程中不可避免产生弹性振动,对柔性机械臂的振动抑制成为重要研究课题.基于压电陶瓷的模糊控制抑振,利用电阻应变传感器检测机械臂振动信息,经动态应变仪采集到计算机系统,根据控制规律进行模糊运算,得到控制电压,再以该电压驱动压电陶瓷片,产生与振动方向相反控制力矩,抑制机械臂柔性变形.实验结果显示,模糊控制方法可靠,压电抑振效果显著.     

机械臂气动关节柔性抓取操控

针对机械臂不便于从物件上方直接进行抓取的情况，提出一种机械臂气动关节柔性抓取操控技术。分析机械臂常规抓取方式，剖析机械臂与物件接触间的几何约束关系，开展物件一边被抬起的受力情况。在此基础上，分析气动关节曲率和内压之间的线性关系，构建控制关节内压的机械臂柔性抓取操控技术。通过实物测试验证，采集物件曲率变化所对应手指内压变化情况，获取不同曲率下抓握平衡所需摩擦系数变化情况，通过手指和地面“相互对抗”，使纸条曲率变大且重心右移，从而成功实现了机械臂柔性抓取柔软物件，达到设计目标要求。     

基于奇异摄动法组合控制柔性机械手臂的研究

在柔性机械臂的控制研究中,实现定位目标的同时必须快速消除柔性振动。基于奇异摄动法和双时标分解,提出了一种混合控制方法。柔性机械臂的模型可分解为两个子系统：慢时标子系统和快时标子系统,快时标子系统采用模糊控制,慢时标子系统采用速度反馈控制,并验证了该方法的控制性能。     

考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制

以空间3R含铰间隙机械臂为研究对象,考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制方法。首先,利用D-H坐标变换法建立不含间隙和含间隙的机械臂运动学模型,分析铰间隙对机械臂末端位姿精度的扰动影响;其次,通过所建立的含间隙三维模型并进行运动学仿真,研究其位姿误差大小;再次,基于减小误差提高精度设计模糊控制器,通过角位移来补偿末端位姿误差,从而得出相应的角位移补偿量;最后,采用补偿后的角位移对含间隙模型进行运动学仿真分析,得出其补偿后的位姿误差。研究表明,采用模糊控制方法,机械臂在x、y方向上末端位姿误差明显减小,其控制效果较好,而在z方向上的误差也有所降低,可见,在模糊控制策略下,补偿后的角位移对关节铰隙机械臂末端位姿的精度误差有明显的减小作用。     

基于模糊控制压电抑振的2R柔性机械臂跟踪实验研究

基于压电陶瓷的模糊控制抑振,利用电阻应变传感器检测机械臂振动信息,经动态应变仪采集到计算机系统,根据控制规律进行模糊运算,得到控制电压,再以该电压驱动压电陶瓷片,产生与振动方向相反控制力矩,抑制机械臂柔性变形,进而改善驱动效果,提高柔性机械臂跟踪精度.实验结果显示,压电抑振效果显著,机械臂跟踪精度也大幅度提高.     

非完整移动机械臂的自适应模糊滑模控制研究

针对四轮二连杆非完整移动机械臂的轨迹跟踪问题,设计了一种结合自适应模糊控制和滑模控制的控制策略。首先建立了系统包含未知动力学模型不确定性和外部扰动的动力学控制模型,然后基于反演技术设计了控制器;采用了模糊控制来逼近系统未知时变总体不确定性,并采用了自适应机制动态优化模糊系统控制参数,进一步采用了指数趋近律滑模控制消除模糊逼近误差的影响。研究结果表明:该控制器对系统总体不确定性进行了有效补偿,保证了移动机械臂在复杂不确定环境下的良好轨迹跟踪性能。     

带修正因子的自组织模糊PID控制在气动人工肌肉位置控制中的应用

作为气动人工肌肉并联机器人关节研究的核心内容，首次对单支气动人工肌肉的位置控制做深入的研究。研究表明，一种带修正因子的自组织模糊控制与PID控制的混合控制器对单支气动人工肌肉的位置控制有明显的控制效果。     

柔性机械臂振动控制系统的实验研究

本文为避开柔性机械臂传统建模的繁锁性及精确性的要求，研究柔性机械臂振动的控制规律，对并置式ＰＩＤ控制的柔性机械臂进行了系统的实验研究，包括电机轴驱动力矩和梁末端加速度响应的检测，调整系统的控制增益或运动参数，可实现柔性机械臂振动的有效抑制，通过一系列的实验研究，揭示了柔性臂振动控制规律－力相位制律，为柔性机械臂振动控制及其控制器的设计指明了方向，本实验研究亦可验证理论模型。