机器人运动控制仿真系统研究与实现

机器人仿真是当前机器人研究领域中最新的研究方向之一,并引起了广泛的注意。本文介绍了进行仿真研究的意义,对国内外在机器人仿真的研究工作进行了综述,指出了各自的侧重点及不足之处,并详细地阐述了研究目标、系统实现原理及研究的未来前景。     

基于ARM9的嵌入式足球机器人运动控制系统

提出以S3C2410为主控芯片,对MCX314As进行控制的嵌入式足球机器人运动控制方案,分别设计系统的硬件和软件部分.通过对四轮全向机器人的运动学分析,得到机器人运动控制方案.实验证明,以本控制器作为ROBOCUP中型组机器人的底层运动控制系统,速度和位置控制精度等指标均达到了设计要求.     

机器人的高级运动控制

本文将近年来国际上提出的众多机器人高级运动控制策略纳入控制分解原理的统一体系中.控制一般可以分解为两个部分,其一是非线性补偿部分,它的功能是补偿机器人动力学的非线性,使补偿后的系统成为线性或近似线性;其二是偏差调节部分,它的功能是调节轨线的跟踪偏差.偏差调节部分应具有自适应性或鲁棒性.以便适应机器人大范围运动时动特性的显著变化,达到均匀的高性能.本文最后指出了当前机器人运动控制存在的主要问题及可能的研究方向.     

基于运动控制卡的机器人智能切割系统

本文介绍了基于运动控制卡的机器人智能切割系统的软硬件设计.该机器人具有四个自由度,采用三轴联动的工作方式,第三轴可与选定的两轴的运动轨迹保持正切.实验表明该机器人切割系统工作稳定,满足玻璃切割等行业的加工要求.     

基于运动控制卡的机器人智能切割系统

本文介绍了基于运动控制卡的机器人智能切割系统的软硬件设计。该机器人具有四个自由度,采用三轴联动的工作方式,第三轴可与选定的两轴的运动轨迹保持正切。实验表明该机器人切割系统工作稳定,满足玻璃切割等行业的加工要求。     

冗余机器人系统的自运动控制

研究冗余机器人系统的自运动控制问题，给出一种非连续切换控制算法。该算法可以在保持机器人手端任务向量不变的情况下，使关节构形收敛到期望位置。与以往的算法相比，所提出的算法可以跳出局部最小点，并使关节收敛到期望构形。对三杆平面机器人系统进行的计算机仿真证实了算法的有效性。     

基于数字PID算法的机器人运动控制

针对机器人电机软件驱动特性存在的不确定性,提出一种采用＂试凑法＂确定PID调节参数的实验方法。将实验所得参数编写控制程序在样机上运行,测试表明,系统响应时间短,控制精度高,机器人可以长距离直线行驶。     

基于IPC与运动控制卡的机器人运动控制系统

工控机(IPC)和运动控制卡组成的开放式机器人控制系统,具有可靠性高、信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹准确等优点,利用其来进行六自由度关节机器人的运动控制系统的开发.IPC实现上位机功能,完成人机交互、运动学运算等任务.下位机采用PMAC运动控制卡,对各关节电机进行伺服控制.上位机基于Visual C++编程,通过调用PMAC的动态链接库编写上位机人机界面实现对PMAC卡的控制,另外介绍了伺服驱动器的设置以及PMAC的PID调节.实践证明这套系统工作可靠,完全满足要求.     

分布式多机器人运动控制的离散事件系统方法

传统多机器人系统的运动控制主要依赖于机器人的动力学方程或运动学方程,通过求解微分方程组来获得机器人的输入控制信号.随着系统中机器人数量的增加和运行环境的复杂化,动力学方程很难描述多机器人系统的运动行为,且无法很好地解决诸如死锁等逻辑故障.本文简略综述了国内外的研究现状,重点介绍笔者所在研究组开展的关于离散事件系统方法在多机器人运动控制方面的应用性研究工作.其动机在于:1)基于离散事件系统方法的运动控制能够有效地解决系统运行过程中产生的诸如死锁等逻辑故障.首先,利用离散事件系统模型对多机器人系统的运动进行建模,从而降低计算复杂性;其次,基于所得离散事件系统模型,设计分布式安全运动控制算法,使各个机器人可以自主地、无碰撞地、无死锁地运动;设计分布式鲁棒运动控制算法,使得失效的机器人对系统的影响最小.2)基于离散事件系统方法的运动控制策略可以结合传统的基于运动学方程的运动控制方法,从而使系统不但能够避免顶层的逻辑故障,而且能够确定机器人执行器的输入信号.     

自由飞行空间机器人系统的协调运动控制

考虑由载体和机械臂组成的空间机器人系统的协调控制问题,提出了一种新的协调控制策略.该策略首先利用简单的变结构控制器粗略控制载体的运动,进而设计机械臂控制器以保证手端精确跟踪其期望的运动轨迹.应用该策略分别对手端自由运动和受限运动设计了相应的控制器,并对两杆平面空间机器人系统进行了仿真,证实了控制策略的有效性.     

基于LabVIEW的运动控制系统的研究

阐述了运动控制系统的硬件架构,分析了利用LabVIEW与硬件优秀的接口性能和丰富的函数库功能,以及虚拟仪器的模块化编程思想,对系统的软件部分进行模块划分,实现模块化编程和实时的运动控制的目的.     

基于LabVIEW及PLC电机运动控制系统的设计

针对目前基于LabVIEW与PLC的运动控制系统通信不稳定、速度设定可选择性小及运动参数不能实时显示等问题,提出了基于LabVIEW与PLC的台达伺服电机运动控制系统,系统采用LabVIEW编写上位机软件,无需增加额外的控件,可对数据进行实时采集、显示及存储,同时上位机软件可以实时地向下位机发送运动控制指令改变台达伺服电机的运行状态,完成特定的运动.并且结合实例给出Lab-VIEW与PLC之间通信、PLC与伺服驱动器之间通信以及电机运动控制的软硬件设计.通过实验验证了控制系统的可行性及合理性.     

基于C/S模型机器人控制器的LabVIEW实现

该文在LabVIEW工具平台上用G编程语言搭建了机器人网络控制系统,并以PUMA560机器人为例,详细介绍了各部分的实现过程,阐明了这种方法的可行性及实用性强的特点。通过该方法可充分利用已有的网络资源、简单的G语言编程方便地建立机器人的网络控制。     

基于LabVIEW软件的机器人避障控制系统设计

设计机器人避障控制系统,采用传统设计方式存在避障效果差的缺点,为了避免该缺点影响系统控制效果,提出了基于LabVIEW技术的机器人避障控制系统设计。根据控制系统总体结构,采用LabVIEW技术对信息进行综合处理,并汇总到DSP 微处理器模块,从而实现机器人相对定位。依据机器人避障控制系统的硬件结构,进行系统模块化设计,通过单片机执行定时中断服务子程序,以此控制系统电路,并计算出机器人距障碍物的距离。通过RS232 串行通信线缆交换海量数据,以此设计控制器结构,其中上位机直接控制移动机器人,下位机间接控制移动机器人。使用数字控制振荡器可实现高精度参数化调制,进而输出正余弦波形。使用PAR传感器,直接与数字控制振荡器相连,具有随时启动应用的特点,采用TSR传感器可对障碍物静态、动态不同工况下进行数据采集与传输。通过JTAG标准测试协议,用于芯片内部测试,同时隔离逻辑电路和芯片引脚。依据系统软件流程,设计机器人避障功能。由实验结果可知,该系统避障效果最高可达到97%,具有良好应用价值。     

智能流水线运动控制系统的设计与实现

针对传统流水线在运动控制中运动速度难以控制、定位精度不高和运行不稳定等问题,结合电动伺服精准定位和气动技术快速抓取的特点,搭建了智能流水线运动控制系统。系统建立了PC+运动控制卡的结构,硬件主要由PC机、固高GTS系列运动控制卡、伺服电机、气缸等组成,系统软件将LabVIEW环境作为开发平台,实现运动的实时、快速、高精度控制。目前该系统已在某公司流水线上通过测试并已得到应用,结果表明,该智能流水线运动控制系统不仅缩短了程序开发周期,而且可以美化人机交互界面,提高了传输运送单元的工作效率,传输运送成功率在95%以上。     

普通运动控制卡在LabVIEW平台上的应用

介绍了一种在LabVIEW平台上使用普通运动控制卡实现快速开发多轴运动控制程序的方法。该方法首先应用运动普通控制卡提供的函数库编译成通用动态链接库文件,然后使用LabVIEW与外部代码进行连接的动态连接库机制调用这个文件,实现实时的运动控制。实践证明,该方法不仅可以很好地发挥运动控制卡的性能,而且可以借助LabVIEW强大的界面编辑功能,缩短程序开发周期,美化人机界面。     

基于LabVIEW的远程测控系统的设计与实现

虚拟仪器与网络技术的发展给测控系统的设计与实现带来了新的要求与机遇。本文着重介绍了网络化测控系统中常用的C/S与B/S两种网络模式及其在LabVIEW开发平台下的实现方法。实践表明,利用LabVIEW开发平台可以简单、灵活的构建符合实际要求的远程测控系统。     

基于LabVIEW的水下航行器航行控制系统通信模块设计

为了保证水下航行器的航行安全,航行控制系统内部通信和航行系统与综合控制台之间的通信的性能需要具有较高的实时性和可靠性;基于以太网搭建系统,详细地介绍了系统通信的组成和传输数据的类型,结合系统要求以及TCP/IP、UDP通信协议的特点,选取合适的协议和数据传递方式;对于出现通信堵塞和数据包丢失以及链路不稳定情况,采取自动重连和数据自动重发机制;并采用图形化软件LabVIEW的封装函数实现数据的收发和保存,借助LabVIEW和C语言混合编程实现数据的高效处理;在实验室搭建半实物仿真平台进行测试,结果表明,航行控制系统内部以及和综合控制台之间的数据传输准确、可靠.