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.     

欠驱动机器人可控性研究方法综述

欠驱动机器人是指控制输入少于系统自由度的一类机器人.由于系统中非完整约束的出现,可积性和可控性成为对欠驱动机器人进行有效控制首要关心的问题.该文分析了欠驱动机器人约束的可积性,综述了此类机器人系统的线性可控性,非线性可控性等其他分析方法的研究进展,并提出了欠驱动机器人控制进一步的研究方向.     

欠驱动机器人手指实验平台的设计

基于三关节绳索驱动的欠驱动机器人手指,设计了手指实验平台.该实验平台由平台机构、平台控制系统和VICON红外光点三维运动分析系统组成.平台机构采用海顿直线步进电机驱动导轨滑块,从而牵引绳索控制手指弯曲和伸展;平台控制系统采用DSPF2812作为主控制器,通过驱动器控制直线步进电机的转动;VICON红外光点三维运动分析系统采用6台VICON红外摄影机对标记点进行运动捕捉,其数据通过VICON资料处理器导出至PC端进行处理.实验平台可以对三关节欠驱动机器人手指进行抓取性能和运动轨迹的分析.     

欠驱动机器人研究综述

欠驱动机器人是指控制输入小于系统自由度的机器人,具有重量轻、成本低、能耗低等众多优点,目前已引起学者们的广泛关注。重点介绍了欠驱动机械臂在动力学建模、动力学特性、可控性分析、轨迹控制和系统的稳定性、鲁棒性研究等方面的发展现状,并对欠驱动机器人的研究方向进行了展望。     

基于遗传算法的平面欠驱动机器人模糊控制

以平面欠驱动机器人为研究对象,对其运动控制问题进行了研究,提出了一种基于遗传算法的模糊控制新方法.控制目标为实现欠驱动机器人的任意位置控制.控制器直接以关节角度误差变量作为模糊控制器的输入,引入遗传算法对模糊控制规则和隶属度函数同时进行优化,进而得到最优模糊控制系统,最后进行数值仿真,仿真结果表明所设计的控制器能快速精确的实现2自由度及3自由度欠驱动机器人的任意位置控制,且具有很好的稳定性.     

三关节欠驱动体操机器人的LQR倒立平衡控制

针对欠驱动体操机器人倒立平衡控问题,给出一种基于动力学模型的三关节欠驱动体操机器人平衡控制方案.首先将三关节欠驱动体操机器人简化为一个在垂直平面上运动的三关节机器人,采用拉格朗日力学方法建立动力学模型,并推导出体操机器人系统状态方程,然后设计LQR控制器,使体操机器人稳定在不稳定的倒立平衡点,最后进行了仿真,结果表明LQR控制器实现了在两输入情况下允许的稳态误差快速响应.     

拟人机器人手多指欠驱动机构研究

欠驱动机构具有增加抓取稳定性、降低控制难度等优点得到广泛研究.与实现单个手指的多关节动力传递的传统欠驱动机构设计思想不同,提出了一种新型多指欠驱动机构.该机构利用设置于关节轴上的扭簧实现了单个电机对多个手指根部的驱动.经分析,给出了该机构的主要参数设计原则.该机构可以作为拟人机器人手的食指、中指、无名指和小指的根部关节,使机器人手在抓取物体时,四个手指能够自动适应不同形状和尺寸的物体,产生适当的抓持力,抓取稳定性高,控制容易.     

三关节欠驱动休操机器人的LQR倒立平衡控制

针对欠驱动体操机器人倒立平衡控制问题,给出一种基于动力学模型的三关节欠驱动体操机器人平衡控制方案。首先将三关节欠驱动体操机器人简化为一个在垂直平面上运动的三关节机器人,采用拉格朗日力学方法建立动力学模型,并推导出体操机器人系统状态方程,然后设计LQR控制器,使体操机器人稳定在不稳定的倒立平衡点,最后进行了仿真,结果表明LQR控制器实现了在两输入情况下允许的稳态误差快速响应。     

平面4自由度欠驱动机器人的位置和姿态控制

基于模糊控制理论,研究水平运动的4自由度欠驱动机器人位置和姿态控制问题。平面4自由度欠驱动机器人是具有冗余度和欠驱动双重特征的复杂二阶非完整系统,利用主动关节和被动关节加速度之间的耦合作用控制被动关节的运动,同时实现机械臂末端的轨迹跟踪和末杆的姿态控制。根据分层控制思想,提出双模态模糊PID复合控制算法,针对两个子任务分别设计控制器。通过Matlab和ADAMS的联合仿真验证算法的有效性,在基于可编程多轴运动控制卡的试验台上实现平面4自由度欠驱动机器人的位置和姿态控制试验。仿真和试验结果表明,所设计的模糊PID复合控制器对平面4自由度欠驱动机器人末杆的位置和姿态控制是可行、有效的。     

欠驱动蛇形机器人模块的设计研究

依据现有的欠驱动理论,结合摩擦盘运动分解合成机构,设计出一种欠驱动蛇形机器人模块,并研究其运动规律。通过分析研究表明运用这样的摩擦盘传动机构作为关节模型,可以建立起欠驱动蛇行机器人模块。由于采用了欠驱动方式使得结构紧凑,有利于降低机身的重量;使其具有更大的灵活性和适应性,对蛇形机器人走向实用具有重要的意义。     

AGV视觉导引控制的研究

路径识别和路径跟踪是AGV视觉导引控制中的2个关键问题，本文利用颜色信息识别路径，采用模糊控制策略跟踪路径，系统的鲁棒性高，同时也兼顾了系统的实时性要求。实验表明该算法效果良好。     

基于VC++的门禁管理系统设计

为了提高门禁管理系统监控的实时性,采用VC++语言开发门禁管理系统,完成了门禁管理系统操作界面、门禁控制器与上位机的通信以及门禁管理系统数据库编程.现场应用表明,所设计门禁管理系统具有良好的实时监控性,确保门禁系统稳定、高效地工作,该系统具有实际应用价值.     

基于模糊PID的烟叶初烤温湿度控制系统

设计了以AT89S51单片机为处理器的烟叶初烤温湿度控制系统,针对系统存在的诸如时变性、大滞后和调节时间长等特点,提出模糊自适应PID控制算法。实现烟叶初烤过程的温湿度实时控制。通过MATLAB对该算法进行的仿真结果表明,所设计的控制系统具有强鲁棒性和良好适应能力。     

磁悬浮盘片控制系统的设计与实现

磁悬浮盘片装置是磁悬浮飞轮电池的雏形,该系统对实时性和快速性有较高要求,而现有的微机控制系统很难达到.针对以上问题,设计了以DSP2812为核心的磁悬浮数字控制系统,搭建了硬件电路,并针对常规PID参数在多输入多输出系统中难整定的问题,实现了模糊自整定PID算法.最终实现了磁悬浮盘片的稳定悬浮,满足了系统快速性的要求.     

基于人工免疫反馈的自治水下机器人推力器控制

推力器是水下机器人系统的关键要素,其推力建模和控制是进行水下机器人控制和仿真的核心。针对简化的自治水下机器人(Autonomous underwater vehicle,AUV)推力器控制系统的推力响应实时性不高和抗干扰能力不强的缺点,提出一种基于人工免疫反馈的AUV推力控制方法,该方法不受推力器水动力试验和理论计算的困难性的缺点影响,具有较好的实时性和鲁棒性,可为AUV运动控制、状态响应、控制系统开发等提供控制方法。针对流线型AUV原型样机CRanger-2,在简化推力模型的分析基础上,利用该控制策略,建立推力实时调试系统,在不同大小推力和不同干扰情况下进行推力控制仿真分析,得到推力器推力的控制响应曲线。通过对无刷直流电动机进行控制进行验证,结果表明该控制策略能有效地控制推力器推力,可为工程实践提供参考依据。     

基于LabVIEW的电液伺服系统的设计与实现

设计了基于LabVIEW的电液伺服测控系统。系统通过传感器,数据采集卡,以及LabVIEW的PID工具包,对采集的数据进行实时分析和处理,最后达到对伺服油缸位置的控制。系统具有人机交互性强,控制精度高,稳定性好,使用方便等优点。     

OpenCV在焊缝实时检测系统中的应用

机器视觉系统是集机械、光电、控制、计算机和数字图像处理等技术于一体的高度自动化系统,广泛应用于工业当中。焊缝实时检测系统主要针对焊接自动跟踪技术中的在线检测焊缝并进行相关处理的系统。该文在VC++6.0开发环境中设计了一种采用Gauss小波检测边缘,基于OpenCV的焊缝实时检测与处理算法,实验结果表明该算法实时性高、效果好、检测正确快速。     

基于模糊PID算法的远程液位控制系统

针对实时液位控制对象,提出了一套远程控制系统,并结合模糊PID控制算法,介绍了其电路组成和设计原理,实现了对远程液位系统的监视和控制功能.本系统的研究成果是实时控制与无线传输结合的重大进步,实现了远程控制功能,具有广阔的推广应用前景.     

ControlLogix控制系统在伺服系统中的应用

设计了一种基于ControlLogix控制系统和SERCOS网络的伺服系统,应用相应软件设计了控制程序和监控系统.实际运行结果表明,所设计的系统具有良好的实时性,监控系统操作方便,能够实现精确地定位控制、多轴协调运动;同时可实现多轴轨迹运动插补控制,并能保证较小的运动误差.     

线性二次最优算法的倒立摆系统仿真与实时控制

文章对倒立摆进行了详细的力学分析,建立了该种倒立摆的数学模型,并为系统设计了线性二次指标最优控制器。然后,通过计算机数值仿真实验,为倒立摆控制系统选取合适的性能指标和状态反馈矩阵,仿真实验结果说明,应用该状态反馈控制,能够取得了良好的控制效果。最后,文章建立了基于matlabRTW实时工具箱的倒立摆实时控制平台。通过倒立摆的实时控制实验,验证了理论分析和数值仿真的正确性。