基于全阶滑模控制的双轮移动机器人跟踪误差研究

针对双轮移动机器人运动轨迹跟踪误差较大的问题,设计了全阶滑模控制器,并对控制输出误差进行仿真验证.建立双轮机器人简图模型,推导出移动机器人动力学方程式.介绍了移动机器人线速度和角速度的控制过程,对传统PI控制器进行改进,设计了全阶滑模控制器.采用李雅普诺夫函数对控制器的稳定性进行了证明,从而得到机器人运动线速度和角速度...     

外部转矩干扰的非完整移动机器人轨迹追踪控制研究

针对外部转矩干扰的非完整机器人运动不稳定、轨迹追踪控制精度较低等问题,提出了无源控制理论的控制方法。构造了非完整移动机器人的动力学模型,介绍了机器人空间运动控制的基本形式。采用无源控制方法设计了机器人末端执行器,使用李雅普诺夫综合法对无源控制闭环系统的稳定性和追踪误差的渐近收敛性进行了证明。结合具体实例,通过Matlab软件对外部转矩干扰的非完整移动机器人运动追踪轨迹和输出转矩进行仿真,并且与PI控制方法形成对比。仿真结果显示,无源控制方法的实际轨迹朝理论轨迹收敛,轨迹追踪误差较小,输出转矩波动小。无源控制方法可以避免外部转矩干扰的非完整机器人运动不稳定,提高轨迹追踪精度。     

采用逆神经网络模型的移动机器人速度控制回路研究

针对移动机器人运动轨迹容易受到不确定外界因素干扰的问题,采用逆神经网络模型设计移动机器人控制系统。分别采用逆神经网络控制器和传统PI控制器模型对两轮差动移动机器人运动速度和角速度进行跟踪控制。传统PI控制器模型使用了近似于线性的等效负载驱动器,而逆神经网络控制器使用前馈多层感知神经网络模型,该模型结合了其运动学和动力学的数学模型,在特定工作区域内,对逆神经网络模型进行离散训练。在平面内,对移动机器人的速度跟踪控制进行仿真。结果表明:采用PI控制器模型,移动机器人车轮运动速度和角速度与理论值存在较大误差,而采用逆神经网络模型时误差较小。采用逆神经网络模型设计移动机器人速度控制回路,可以提高移动机器人运动性能,更好地适应外界环境的变化。     

基于位置姿势控制的并联机械手运动误差仿真分析

针对并联机械手液压驱动的运动位移和角位移跟踪误差较大问题,设计了自整定模糊前馈PID控制系统,并对运动位移和角位移误差进行仿真验证.创建了液压驱动并联机械手平面简图,推导出二自由度并联机械手运动位移和角位移方程式.设计了自整定模糊前馈PID控制器,采用MATLAB软件对并联机械手运动位移和角位移跟踪误差进行仿真,并且与...     

高速轮廓运动综合位置误差控制的研究

高速轮廓运动控制技术已广泛应用于工业中。目前研究主要从减少伺服跟随误差和采用交叉耦合控制减少轮廓误差两个方面来提高运动精度。文章对几种常见的控制方法进行了讨论，并给出了一种综合位置误差控制的方案。该控制方案可在不改变原位置环的基础上大大提高位置伺服的性能，减小高速运动和参数扰动时的轮廓误差。控制理论分析和仿真结果表明了其有效性，且该方案容易实现。     

基于H∞滑模控制的移动机器人轨迹跟踪研究

针对移动机器人轨迹跟踪过程中存在的诸多不确定性,利用Backstepping的思想和Lyapunov方法设计了H∞滑模控制。通过自适应模糊控制来优化滑模控制器的开关增益,从而消除滑模控制中存在的抖振现象。最后分别进行了直线、圆周、正弦三种轨迹跟踪仿真J_1实验,验证了系统的全局渐进稳定性和抗干扰性。证明了该控制算法的有效性。     

基于组合控制的电液执行机构气门阀运动误差控制仿真研究

当前,发动机气门阀回程着落时不稳定,导致其跳动幅度较大。针对此问题,设计电液执行机构控制系统,并对气门阀运动位移和速度进行仿真验证。建立电液气门阀驱动平面简图,分析液压执行机构驱动方式。给出3种不同状态下伺服阀阀芯位置变化过程,从而得到气门阀液压驱动变化表达式。分析神经网络PID控制系统和跟踪微分器过滤原理,设计组合控制系统。为了验证不同干扰条件下气门阀运动位移和速度产生的误差,通过MATLAB软件对其进行仿真验证。仿真结果表明：在受到相同外界干扰条件下,采取传统PID控制系统,气门阀运动位移和速度的最大误差偏大,误差跳动幅度偏大;采用组合控制系统,气门阀运动位移和速度的最大误差偏小,误差跳动幅度偏小。采取组合控制系统,系统能够抑制外界的干扰,气门阀回程着陆时相对稳定,从而降低气门阀位移和速度的输出误差。     

基于前馈控制的数控机床进给运动轮廓误差分析

轮廓运动控制是运动控制领域研究的重要课题之一,其广泛应用于数控机床与其它自动化运动控制系统中。由于位置伺服系统跟随误差的存在,导致直线和圆弧运动时产生轮廓运动误差。前馈控制是一种有效减小跟随误差的方法,已广泛应用于数控机床进给运动控制。文章研究了两轴匹配时前馈控制增益和前馈控制滤波器带宽对两轴轮廓运动精度,特别是圆弧运动精度的影响。结论对合理选择前馈控制参数,提高轮廓运动精度具有实际应用价值。     

应用于视觉环境探索的移动机器人反应式控制器设计

在移动机器人的视觉环境探索研发中,在视觉定位不精确的条件下,如何保证移动机器人可靠地运动,是目前移动机器人视觉环境探索与视觉导航中有待解决的问题。提出一种基于单帧图像语义分割的运动控制算法,利用深度卷积神经网络高鲁棒性的语义分割结果,在图像像素空间进行运动目标点规划。仅以当前观测图像为基础,以最大化探索可能运动方向为规划代价函数,在脱离全局视觉定位结果的情况下,实现移动机器人在视觉环境探索中的可靠运动控制以及避障。实验和仿真结果表明:所提出方法可满足环境探索问题中对环境覆盖以及避障的运动控制需要。     

基于ZigBee的移动机器人定位技术研究

为了实现移动机器人的无线定位,应用ZigBee定位模块搭建了一个ZigBee定位系统。分析了参考节点数目变化和定位范围变化对定位系统精度的影响。实验表明:在相同的布局方案下,参考节点个数越多,定位精度越高,但在一定区域范围内,节点个数增大到一定数量时,对定位精度的提高有限;对于4 m×4 m的正方形定位区域,8个参考节点的定位精度在1. 25 m左右。试验结果可为ZigBee在移动机器人定位中的应用提供参考。     

基于DSP的移动机器人运动控制系统

研发了一种移动机器人,该机器人包含双电机驱动的底盘系统和具有2自由度摆臂、2自由度头部的机器人本体;采用DSP芯片为核心控制芯片,实现了移动机器人的运动控制。文中详细讨论了机器人运动控制系统的总体框架结构及软、硬件,研究了所采用的控制方法、软件结构等,重点介绍了运动控制系统的主程序、芯片初始化和端口应用、中断程序,并通过实验证实了所研制的DSP控制的移动机器人能够满足运动控制要求。     

室内移动轮椅式机器人的运动控制研究

针对室内移动轮椅式机器人在运动过程中,机器人特性受到材料磨损、环境差异等因素的影响而发生改变,导致采用经典PID的控制出现超调量大、响应慢、易振荡等问题,本文提出采用模糊推理获取PID参数的方法。设计了机器人的运动控制系统;建立了机器人的运动学模型;结合实际操作人员控制机器人的实际经验,采用模糊推理得到PID的控制参数;最后,进行了机器人的实验。实验结果表明,采用模糊PID能有效地减小航向角的偏转误差,降低系统的超调量,提高系统性能。     

移动机器人运动规划算法研究进展

移动机器人运动规划旨在考虑机器人运动学、动力学和时间约束的同时,在复杂环境中找到最佳且无碰撞的路径。近年来运动规划算法逐渐向高效、实时生成高质量的可执行路径发展。综述了基于运动学约束的一系列运动规划算法,分析并比较了其理论上的优势和不足;对算法的实时性能、优化性能以及对环境模型的依赖性进行分析;将运动规划拆分成前端路径搜索和后端轨迹优化;总结了运动规划算法的研究状况。     

基于激光SLAM的移动机器人导航算法研究

定位技术是机器人技术中导航控制和路径规划的关键问题,传统定位方式采用全球定位系统(GPS),难以完成精准的定位导航功能,不依赖于GPS的定位导航方法是目前机器人领域的研究热点。提出一种基于激光雷达采集的点云信息帧间匹配方法,根据改进式激光点云数据的位姿估计算法,结合非线性优化进行了校正和优化,完成移动机器人对未知环境的精确定位。通过ROS机器人操作系统搭建实验平台,对改进算法进行验证,证明改进后帧间匹配算法的建图和定位效果对应的鲁棒性与定位精度效果更佳,可满足工程要求。     

移动机器人避障模糊控制

本文首先介绍了研制的移动机器人的系统结构及运动学原理,然后采用一种具有速度反馈的基于模糊控制的移动机器人避障算法进行研究和仿真,最后对移动机器人在实际环境中进行避障实验,结果表明该模糊控制算法是可行的。     

码垛机器人运动定位误差补偿

针对国产码垛机器人绝对定位精度不高的现状,以现有码垛机器人为研究对象,构建位姿误差模型,分析主要的误差来源.并根据实验实测数据与模型相结合的方法,给出误差补偿算法,实现定位精度的优化设计.     

基于人工势场法的移动机器人路径规划研究

基于人工势场法的移动机器人路径规划具有目标不可达、在障碍物前振荡、存在局部极小值等问题。通过分析振荡现象产生的原因以及局部极小值点存在的原因,提出一种基于人工势场模型、采用量子粒子群算法来选择人工势场模型参数的算法,从而克服人工势场法的模型缺陷,实现路径的优化。仿真结果表明,该方法能有效地提高路径规划的性能。     

基于线性变参数控制的机械臂追踪误差仿真研究

针对目前机械臂在使用控制器时,存在轨迹追踪误差较大问题,设计了机械臂线性变参数控制方法,并且对追踪误差进行仿真验证。构造了两关节机械臂运动简图,建立机械臂刚体动力学数学模型,引入动力学参数的线性组合,推导出线性变参数模型。设计出机械臂的线性变参数控制器,采用Matlab/Simulation软件对控制器的轨迹追踪误差进行仿真。同时,与其它控制器的机械臂轨迹追踪误差仿真结果进行比较和分析。仿真结果显示,采用线性变参数控制器实际输出运动轨迹与理论期望运动轨迹更接近,运动比较平稳。采用线性变参数控制可以提高机械臂运动轨迹的追踪精度。