磁弹性微型游泳机器人在外部干扰和复杂路径下的精确跟踪控制

基于磁弹性复合材料设计一种毫米级微型游泳机器人,利用三维亥姆霍兹线圈实现空间均匀磁场对机器人的无缆驱动,通过时变旋转磁场来改变机器人的运动姿态,从而实现机器人的游泳动作。介绍微型游泳机器人结构及制作流程,并利用Abaqus建立仿真模型,通过有限元仿真和试验对机器人的游泳特性进行对比分析,研究磁场频率、强度对游泳速度的影响。在此基础上,采用改进型视距导航控制方法提高游泳机器人的抗干扰能力,同时提出一种速度模糊自适应算法和头尾转换控制实现了对复杂规划路径的精确跟踪,试验结果表明,该算法能克服常规匀速视距导航控制易发生跟踪点丢失、无法再次回归跟踪路径等缺点,并能很好地减小路径跟踪误差,为磁控微型游泳机器人的精确控制提供了新思路。     

复杂动态环境下机器人避撞路径规划

为了使机器人在复杂动态环境中实现最优路径规划,提出了改进人工蜂群算法的路径规划方法。分析了传统的人工蜂群算法原理,引入了小步长侦查蜂为跟随蜂提供障碍物分布的先验信息;为了防止机器人与动态障碍物发生碰撞,对动态障碍物周围的可行节点进行障碍化处理,将节点障碍指数与节点与目标点距离糅合为节点选择准则,同时提出了障碍避撞预测和障碍避撞策略。由仿真实验可以看出,改进算法不仅成功实现避撞,而且规划出避撞条件下的最优路径。     

摄像机控制下的双机器人协调跟踪复杂边缘的运动规划

提出了一种摄像机控制下的复杂边缘跟踪方法,该方法利用摄像机摄的二维图像去跟踪复杂边缘,避免了水求解复杂边缘的空间表示。和插值方法相比较精度高,算法简单。     

未知环境下基于行为的机器人模糊路径规划方法

针对非结构化环境下的多关节机器人实时避障问题,应用基于模糊逻辑方法,提出了一种新的未知环境下基于行为的机器人实时路径规划方法。敏感皮肤被用来探测机器人周围的障碍物。规划方法包括接近目标和绕过障碍两个行为。机器人根据周围环境的信息选择合适的行为,从而实现机器人路径规划的目标。由于应用了模糊控制,使方法具有较好的实时性,可以应用到存在未知障碍物的机器人在线运动规划中。仿真环境中存在多种类型的未知障碍物,机器人均在算法的控制下到达了目标位姿,证实了算法的有效性。     

复杂环境下基于改进人工蜂群算法的机器人路径规划

为了使机器人在复杂环境下规划出最优路径,提出了基于改进人工蜂群算法的路径规划方法。分析了传统的人工蜂群算法原理;为适应复杂环境下路径规划,引入了小步长侦查蜂用于侦查跟随蜂可能前进方向的障碍物分布情况,根据侦查出的障碍物复杂度和节点与目标点距离对可行节点进行评分,得分大小作为跟随蜂选择下一节点的依据,这样就可以使跟随蜂成功避开障碍物复杂区域。使用改进算法进行路径规划,将规划结果与传统蚁群算法和传统人工蜂群算法比较,改进人工蜂群算法规划路径最短,且算法耗时最少。     

吸尘机器人的路径规划算法

为了完成整个房间的清扫工作,一种合理的路径规划方法是必须的。本文提出了一种基于传感器信息的吸尘机器人的路径规划算法。在环境未知的条件下,这种算法比较简单,清扫的效率也比较高,而且具有自动检测障碍物,自主避障的功能。     

改进人工鱼群算法的机器人路径规划及跟踪

为了使移动机器人在已知环境中规划出最优路径并对路径进行跟踪,提出了基于改进人工鱼群算法的机器人路径规划方法和PID跟踪方法。使用栅格法建立了环境模型;分析了传统人工鱼群算法原理,对算法的视觉范围、移动步长、可行走区域进行了重新定义,使之能够适用于栅格环境;提出了加权平均视觉范围和自适应拥挤度因子,兼顾了算法前期大范围搜索和后期细致搜索;使用改进人工鱼群算法优化PID控制参数;经实验,相比于传统算法,改进算法规划出的路径长度减少了11.4%,改进算法优化的PID参数在超调量、上升时间、震荡次数等方面优势明显。     

浆液下搅拌机器人路径跟踪的模糊逻辑控制

提出了一种应用于防止水煤浆沉淀的新型工业机器人的构思，建立了浆液下搅拌机器人车体的运动学模型，设计了用于机器人路径跟踪的模糊控制器。仿真实验表明。该模糊控制器具有使用方便、精度高和稳定性好等优点。     

复杂曲面上机器人自动喷涂路径规划方法

针对目前含有岛屿或空洞的复杂曲面上机器人喷涂路径规划中存在的问题,提出一种能够保持轮廓平行的机器人喷涂路径设计方法。利用最小二乘坐标映射原理,将被喷涂曲面映射到二维平面域,建立目标曲面与二维平面域之间的一一映射关系,然后对平面映射域的内外边界进行连续偏置,构造能够保持轮廓平行的二维偏置曲线;进而以被喷涂曲面到二维平面域的坐标映射为向导,将无干涉二维偏置曲线逆映射到被喷涂曲面上,生成能够保持轮廓平行的喷涂路径,实现多岛屿或空洞复杂曲面上三维喷绘路径设计到二维平面的降维处理。实例仿真实验结果表明,所提方法简单实用,可在含有岛屿或空洞的复杂曲面上快速地生成能够保持轮廓平行的机器人喷涂路径。     

基于视点跟随的装配路径规划与干涉检查研究

为了改善装配路径规划与仿真的真实化程度,提出了一种基于视点跟随的装配路径规划方法。分析了基于视点跟随的装配路径规划原理,该方法通过视点变换矩阵来调整视点相对于运动装配单元的位置,通过位姿矩阵来控制装配单元的运动,通过视图来对装配路径进行管理。采用一种基于投影法的多层次动态路径干涉检查算法来对装配路径的有效性进行验证。开发了一个装配工艺规划与仿真系统,并以某型号飞机右机翼为例对方法进行了验证,结果表明,该方法能够改善装配路径规划与仿真的可视化程度。     

操舵构型移动机器人局部路径规划与跟踪

在笛卡尔坐标系中推导了一种连续曲率曲线，通过对其曲率特性进行分析，得到仅由姿态角改变量确定的最大曲率常数与路径曲线最大曲率之间的关系，从而求解出曲线方程中的转向位置参数。针对该曲线在前轮操舵与驱动构型移动机器人局部路径规划与跟踪中的应用给出了控制参量求解算法，并利用该构型的实验样机进行了路径跟踪实验。实验结果表明，这种连续曲率曲线的使用能够提高移动机器人跟踪目标曲线路径的精度。     

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.     

面向复杂曲面的喷涂机器人喷枪路径的规划

根据试验数据给出了涂层生长速率模型,将自由曲面通过拓扑关系生成若干个平面片,在每一片上进行喷枪速率及轨迹间距的优化,基于面片交界处喷枪轨迹为PA-PA时涂层厚度均匀性较好的原则,根据面片的边界几何特征对喷枪路径进行了规划,提出了用变偏距的方法优化Z型路径模式,该方法通过选择两轨迹间的偏距极值及始末轨迹的长度来确定每相邻轨迹间的偏角来达到变偏距的目的,给出了其中参数的计算方法和优化算法。最后通过实例验证了该算法对Z型路径模式的优化具有一定的可行性。     

基于智能路径规划算法的移动机器人设计

介绍了一种基于智能路径规划算法的移动机器人。该机器人以TMS320LF2407A作为主控制芯片,控制机器人左右轮电机运转．驱动机器人按照预定路径行走。其设计算法首先采用了改进的栅格和Distbug的组合进行全局和局部路径规划。详细阐述了该算法的基本原理及采用该算法的移动机器人控制系统硬软件设计。最后,介绍了该移动机器人自学习路径跟踪PID算法。实践表明,采用该算法的移动机器人行走速度快,实时性强,稳定性好,控制精度高。     

机器人路径规划方法的探讨及应用

机器人要实现其自主化运动,路径规划是其核心技术.文中对比分析了不同路径规划方法的优缺点,提出了基于遗传算法和蚁群算法的智能路径规划法,并在此基础上进行机器人足球比赛试验,结果表明智能路径规划法能提高机器人的行动速度和目标捕捉.     

多机器人系统的编队路径跟踪控制

介绍了一种多机器人系统的编队路径跟踪控制方法。首先将非完整约束机器人的动态方程转化为跟随者和领航员间相对运动模型,克服了非完整约束机器人结构奇异的缺点。随后将滑模控制方法应用于多机器人系统中,分别设计了领航员跟踪希望路径的滑模控制律和跟随者跟踪领航员的滑模控制律。算例仿真表明了应用本文介绍的编队路径跟踪控制律,各机器人能够较快地形成希望的编队,并按希望队形跟踪希望路径。仿真结果验证了此控制方法的有效性。     

关于复杂曲面刀具轨迹规划技术的研究

如何生成无干涉、无过切、高效的刀具路径是复杂曲面数控加工中必须解决的至关重要的问题,本文结合刀具轨迹规划所涉及的几大关键技术问题,对近年来复杂曲面刀具轨迹规划技术的研究现状和进展进行了综述,分析了当前研究中存在的不足,阐明了刀具轨迹规划的研究成果在通用性、有效性和稳定性等方面还不能完全满足工程实际中的要求,指出了刀具规划技术的发展方向。     

智能小车的路径跟踪控制算法研究

以3轮式智能小车为例,跟踪一条不带时间参数的几何路径,将路径划分成若干个路标节点,在极坐标误差模型下,利用Lyapunov直接法设计出跟踪离散节点的跟踪控制器,最后通过MATLAB仿真平台进行仿真实验。仿真结果表明所设计的跟踪控制律是正确有效的,小车最终能够跟踪到期望的目标点位置。     

球形机器人轨迹跟踪算法

典型的动态轨迹跟踪算法针对非完整移动机器人提出了一种系统框架,并且在模拟实验中展现了良好的跟踪性能。然而,该算法在2自由度摆球形机器人系统中并未同时实现位置和姿态的收敛。讨论了一种实用的球形机器人轨迹跟踪控制算法．着眼于位置与姿态的同时收敛。受跟踪引导模式的启发．提出了一种适用于球形机器人轨迹跟踪控制的模糊自适应控制方案,并通过MATLAB对提出的轨迹跟踪方法进行了有效性验证。