新型可重构机器人分布式控制方法的研究

基于可重构机器人的机械、电气、驱动的模块化特点,建立机器人分布式控制系统.提出了分布式控制算法,采用变步距的方法,提高算法的迭代速度和精度;通过微分凑整的方法,解决模块运动抖动问题;提高模块的智能判断力,减少迭代的时间,提高控制的效率.基于算法规划控制的工作过程,最后进行仿真试验,验证可重构机器人分布式控制的实用性和可行性.     

可重构机器人研究和发展现状

分析了可重构机器人研究和发展现状,对有代表性的可重构机器人作了较详细的介绍,根据可重构机器人的应用背景,指出了可重构机器人研究的必要性。     

模块化自重机器人控制

介绍了一种履带式模块化自重构机器人系统的构成,提出了分层分布式的控制系统结构,分析了控制软件的结构及功能。通过解析一个典型动作序列展示了自重构机器人系统功能扩展的特点。     

面向任务的可重构模块化机器人构型设计

为解决可重构模块化机器人在应用时如何找到合适的构型来满足特定任务的问题,提出一种面向任务的可重构模块化机器人构型多目标优化方法．讨论该模块化机器人系统的基本结构,包括主要的模块和控制系统的组成结构;在任务描述的基础上,给出模块化机器人构型设计的优化模型和流程;针对特定的攀爬任务和操作任务,对模块化机器人的构型进行优化设计．仿真验证了该方法的可行性和有效性．该方法具有面向任务和多目标优化等特点,涵盖了自由度、可达性、耗能等多方面的性能优化,适用于模块化机器人的构型设计．     

基于柔性化工作的可重构机器人系统设计

根据柔性化作业的需要,设计了一种新型的可重构机器人模块系统。先按功能要求对可重构机器人模块进行划分,并设计了各模块相应的机械结构。然后基于可重构机器人的模块特性,设计了单模块的控制系统,并且重构后的机器人控制系统采用分布式控制结构。最后进行了机器人的运动实验,结果验证了系统的可行性。     

基于柔性化工作的可重构机器人系统设计

根据柔性化作业的需要,设计了一种新型的可重构机器人模块系统。先按功能要求对可重构机器人模块进行划分,并设计了各模块相应的机械结构。然后基于可重构机器人的模块特性,设计了单模块的控制系统,并且重构后的机器人控制系统采用分布式控制结构。最后进行了机器人的运动实验,结果验证了系统的可行性。     

立式袋包装机可重构模块化设计研究

基于可重构模块化的现代设计思想,研究了立式三四边封袋包装机的可重构模块化设计问题。从面向设计、制造和装配的角度出发,并遵循了模块划分原则,为立式袋包装机的现代化和数字化设计提供了基础。     

蛇形机器人的耦合驱动模块化单元设计

介绍了新型蛇形机器人关节单元，该单元是模块化万向单元(MUU)，由该单元可以组装成一个三维蛇形肌器人．每个MUU具有三个自由度．并用差动机构实现耦台驱动该MUU的优点是能够通过耦合机械产生较大的力矩，有利于蛇形机器人的越障和运动，有更大的灵活性、适应性，并可完成非自然蛇的运动方式．特别是回转自由度可使蛇形机器人根据不同的运动环境来更换皮肤从而达到更高的运动效率．此自由度可以在蛇形机器人攀爬过程中起驱动作用该单元连接简单易于实现可重构。     

可重构机床控制的模块化设计方法

为达到控制重构与机械重构同步的目标,提出了一种利用控制模块构造层次结构的可重构机床控制器的模块化设计方法.该方法将整个控制器和各层上的独立控制模块都看作是一个有限状态机与一组输入、输出事件的集合,并将每对输入、输出事件集合定义为控制模块的一个端口,而输入事件集合组成该端口的可识别语言.在装配机械模块的同时,利用端口语言连接相应的控制模块,并构造高层控制模块直至创建整个控制器,从而实现可重构机床控制与机械重构的同步.介绍了离散事件系统的有限状态机的表达,给出了控制模块的有限状态机和连接定义、设计和构造模块化控制器的方法及原理,并证明了按照此方法正确地设计和连接控制模块,所创建的控制器是可控制的.     

新型可重构机器人逆运动学的研究

提出新的模块建模方法,通过新的建模方法,可快速搭建机器人的运动学模型．将机器人在目标点的工作位形分解成有限个构形平面的方法,通过对分解的平面构形的工作空间描述,进行构形平面间的姿态和位置匹配,从而找到机器人的数值逆解．通过对采用基本模块搭建的八自由度机器人构形的运动学实例仿真,验证了该方法的可行性．     

空间机械臂在轨快换高精度模块化关节的研制

研制了一种高输出力矩可实现高速比、高控制精度的在轨可维护模块化关节。首先对高负载空间机械臂进行了动力学仿真,计算出关节力矩需求。其次,确定直流无刷舵机串联谐波减速器的传动方案。直流无刷舵机本身的齿轮传动误差经过谐波传动可以忽略,又有效提高了速比;输出端谐波减速器使关节在满足力矩需求的同时,具有很高负载自重比和传动精度,整个关节的机械回差可控制在1 arc min以内。在机械精度得以保证的同时,设计了基于FPGA的空间机械臂关节硬件控制器,完成高精度传的感器信息采集处理以及关节的闭环控制,以达到3 arc min以内的闭环控制精度指标。另外,为保证此关节长期在轨服役需求,设计了在轨可更换功能以及在轨手动驱动功能;所有控制电路集成于关节内部,实现机电一体模块化,便于在轨整体拆换。最后以关节样机为实验对象,搭建关节负载-精度测试平台,通过PD控制得出关节闭环控制精度,验证了设计的正确性。     

基于可变增益LMS算法的自适应逆可重构控制

针对飞控系统的可重构设计问题，提出了解耦控制与自适应逆控制(Adaptive Inverse Control)相结合的控制策略。首先采用线性动态逆方法设计了某型飞机的滚转角控制回路，实现飞机滚转与侧滑之间的解耦；其次，给出了具有可变增益的基于ε-滤波的LMS算法，在系统解耦的基础上构建了自适应逆控制系统，从而实现系统在舵机故障下的重构控制。仿真结果表明，这种基于改进的ε-滤波可变增益LMS算法的自适应逆可重构飞行控制系统具有良好的系统故障恢复功能，表明了其在飞控系统重构中的有效性。     

可重构飞控系统的鲁棒控制研究

在飞控系统发生故障时，利用可重构飞控系统实现故障重构。本将低，高增益反馈控制方法和分段线性控制技术相结合，提出一种新的可重构飞控系统鲁棒控制结构，通过对反馈控制建设，同时考虑操作面偏转速率饱和限制，从而设计出一种鲁棒重构控制系统，计算结果表明，该方法能有效地完成飞控系统故障重构。     

层次模块化神经网络新方法研究

多个神经网络组成的系统有两种工作方式:其一是通过训练多个神经网络,以协同或竞争的方式来构建学习系统解决同一问题;其二则是将复杂问题分解成若干简单问题而后进行处理。应用分而治之的思想提出了一种层次模块化神经网络新方法———三层结构的模块化神经网络HMNN(HierarchicalModularNeuralNetwork)模型,在提高算法性能方面有一定优势,对比实验研究也表明该算法有效地提高了系统的泛化能力和算法稳定性。     

机器人的一种鲁棒控制方法

通过对一个三自由度机械手分别采用PID和PDFSV控制 ,介绍PDFSV方法在机器人位置控制中的运用 .改变被控对象各阶系数和加阶跃和正弦干扰仿真 ,并对其进行理论分析 .结果表明 :该控制方法设计简单 ,响应速度快 ,且无超调 ,其控制形式适合机器人的需要 ,其良好的鲁棒性可以弥补机械手的非线性因素和关节间耦合作用 .只需位置、速度反馈信号就能完成对位置、速度和加速度的控制 .同时控制中计算量小也有利于其实际运用     

一种可重构飞行控制系统设计的新方法

介绍利用滑模越近律进行极点配置设计控制器的新方法。在此基础上,利用该极点配置方法进行可重构控制器的设计。由于该方法采用降维设计并由所需极点进行滑模参数的选择,设计过程具有规范性。从而在实际应用中将大大减少计算量,对实时控制具有实用价值。