超声电机驱动多关节机器人的类PID小波神经网络控制

针对超声电机驱动多关节机器人的运行特性,提出一种新颖的速度-位置双闭环PID控制模式,有效地抑制了超声电机响应极快所导致的速度变化剧烈的现象,从而提高了机器人的运动平稳性.为了进一步提高超声电机驱动多关节机器人的控制性能,使其能根据超声电机的变化特性对PID控制参数进行实时调节,提出类PID小波神经网络控制器.通过对传统离散型增量式PID表达式各项的合理划分,将速度-位置双闭环PID控制、实践经验、当前的轨迹误差及其变化情况都融入进了类PID小波神经网络控制器中.该控制器参数的在线学习机制采用了δ自适应律并结合了BP算法和梯度下降法,算法简单,计算量大大减少.试验结果证明,所设计的类PID小波神经网络控制器不仅明显优于PID和PID神经网络控制器,而且具有很好的抗干扰能力.     

一种基于BP神经网络整定的PID控制器的算法改进

在机器人足球比赛中,底层运动控制作为重要的一个部分,其控制器的设计,对机器人能否平稳、快速的到达指定点有着很大的意义.BP神经网络算法,它能以任意精度逼近任意非线性函数,而且结构简单、逼近性能良好,是一种性能优良的神经网络算法.文章中通过运用BP神经网络整定PID控制参数,介绍了其对中型组两轮驱动的足球机器人的底层运动控制器的算法进行设计并优化后达到的对机器人良好的运动控制效果.     

基于PC104和CPLD的巡线机器人运动控制实现

对运动控制器的硬件和软件实现方法进行了详细叙述.并且,还分别对机器人运动控制的自动与手动控制切换,运行速度的分级调速,CPLD内部原理图和运动控制器底层函数库设计进行了详尽的分析.满足了嵌入式机器人小尺寸的要求,达到了良好的运动控制效果.     

基于STM32+FPGA的六自由度机器人运动控制器设计

针对PC+运动控制器的开放式机器人控制系统特点,以基于STM32+FPGA的双CPU架构为基础,设计了一种六自由度机器人运动控制器。介绍了PC+运动控制器的六自由度机器人控制系统,详细介绍了运动控制器硬件结构及电路设计,包括以太网模块、STM32与FPGA通信模块、编码器信号处理模块等;进行了运动控制器各功能模块软件设计;编写了上位机软件并搭建了机器人控制系统。基于该控制系统,进行机器人的示教再现实验,机器人运行平稳,验证了本设计的合理性。     

高速运动机器人动力学分析与研究

当机器人运行于高速条件下时,整个系统将处于一种不稳定的状态。对高速运动条件下的机器人动力学进行了深入的研究。首先,对研制的6自由度搬运机器人平台硬件结构进行了介绍。在此基础上,对高速运动的机器人的动力学表达式式进行了分析,得到了造成机器人高速运动动力学效应的状态参量—机器人的关节角θ、关节角速度θ觶与关节角加速度θ咬,结合机器人样机的PID主控制器,定性探索了机器人的动力学参量与PID控制器参量间的关系规律,为后续的控制器设计提供依据。     

遗传算法在工业机器人控制中应用研究

在构建工业机器人实验硬件系统的基础上,对机器人控制技术进行深入的研究,忽略机器人关节间的耦合,设计单关节的PID控制器.为获取最优的控制效果,利用遗传算法进行PID参数的自整定.最后,对所设计的PID控制器进行了仿真试验,结果表明,与单纯的PID控制相比,基于遗传算法的PID控制器响应速度快,基本无超调,可满足实际作业的要求.     

基于运动控制卡的五自由度机器人控制系统的开发

针对一个五自由度的机械手,设计了基于运动控制卡的控制系统.该系统控制采用的"PC+运动控制卡'开放式方案,利用运动PCI1243U运动控制卡产生脉冲和方向信号.通过Microsift VisualB编辑界程序,实现运动学计算,计算出关节坐标,调用控制卡中的运动函数库,实现对机器人运动实现控制.     

通用型机器人关节控制器的研制

根据通用型机器人关节控制器的功能需求，基于单片机构建出硬件结构框图，并设计了相应的控制软件流程，特别对于关节运动的自动加减速度控制策略和内部通信的实现进行了详细阐述。最后将其成功应用于自行研制的NGR01型多关节教学工业两用型机器人控制系统中，获得了比较满意的效果。     

自适应模糊算法优化的足球机器人轨迹跟踪

为了提高足球机器人在运动控制过程中的轨迹跟踪性能和稳定性,将自适应模糊PID算法用于机器人运动控制环节中,对PID参数进行实时调整。建立足球机器人在场地上的控制系统模型,分析机器人在轨迹跟踪中由驱动方向、角度等时变因素导致的实际轨迹发生偏移的问题,分别在MATLAB-Simulink和SimRobot仿真平台对优化算法的性能进行仿真,同时与传统的PID控制进行对比。实验结果表明,自适应模糊PID算法相比传统的PID控制器在最大跟踪误差和平均跟踪误差方面分别减少20.18%和29.34%,同时提升了系统的稳定性。该控制算法提升了足球机器人的轨迹跟踪性能,满足机器人在运动过程中的动力学和控制要求,易于在工程中应用。     

基于ARM的研磨抛光机器人运动控制器的设计

本文设计了研磨抛光机器人分布式控制系统中的一种运动控制器，并对运动控制器基于AT91M40800微控制器的硬件结构、基于μC／OS-Ⅱ实时操作系统的软件模块和采用的参数模糊自整定PID机器人关节位置控制策略进行了详细介绍。实验表明该控制器可以大大降低研磨抛光机器人的位置跟踪误差，提禹了关节控制的计算及处理能力，易于扩展和维护。     

基于CAN总线分布式机械臂控制系统设计

介绍了基于CAN总线的分布式煤矿开采机械臂控制系统的体系结构。主控制器接收操作者控制信息,控制六个关节控制器实现运动任务。主控制器与关节控制器间实现CAN实时通讯,关节控制器通过控制LM629实现直流电机PID伺服控制。在主控制器摩托罗拉单片机上移植μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,调配管理各任务模块;各关节控制器完成对关节电机的PID伺服控制并监测反馈错误信息。且文中给出了主控制器和关节控制器的软件设计体系和流程图。最后实验证明取得了良好的效果。     

机器人关节滑模变结构的位置控制

为了使机器人关节有良好的静态特性,并具有一定的抗干扰能力,提出了一种由力矩电机和谐波减速机组成的机器人关节,采用指数趋近律的滑模变结构和模糊自适应滑模控制对机器人关节进行了位置控制,通过对机器人单关节Simulink建模仿真比较,结果表明,模糊自适应滑模控制大大减轻了指数趋近律滑模控制的抖振问题,其稳态精度达到了9×10-5rad;且与PID控制相比较,其响应速度快;在受高斯扰动时,采用模糊自适应滑模控制的关节发生的角度偏差整整比PID控制小10倍。仿真结果表明,滑模控制在机器人关节控制中精度高,响应速度快,具有一定的鲁棒性能。     

面向对象的直流伺服电机仿真分析

为更精确有效地对直流电机进行性能仿真和伺服控制,通过应用基于Modelica语言的多领域系统仿真建模平台SimulationX,对直流有刷电机的驱动系统进行了建模分析,完成了机械一电子系统的联合建模,同时采用了PID控制器对电机输出转角进行伺服控制,实现了位置信号控制。最后,应用OptiY模型优化软件对直流电机模型的PID控制参数进行优化,提高了电机的伺服控制精度。仿真结果表明,面向对象的直流电机模型提高了建模效率,并能快捷实现控制参数的优化。     

基于Matlab的无刷直流电机Fuzzy-PID控制研究及其建模仿真

针对PID控制下的无刷直流电机(BLDCM)抗干扰能力差的问题,提出了Fuzzy-PID控制方法,该方法利用模糊逻辑控制器(FLC)在线调整PID的控制参数。在Matlab/Simulink环境下建立了基于Fuzzy-PID控制的无刷直流电机模型,并对转速误差进行归一化处理。仿真结果显示Fuzzy-PID控制与传统PID控制相比,在超调量、稳态时间、电流波动和转矩波动等方面有明显改善。     

自主移动机器人巡线控制系统设计与实现

针对自主移动机器人传统巡线控制中存在的不足,主要完成了机器人控制系统的设计。在使用灰度传感器采集地面轨迹信息的同时,引入角度传感器对行进方向的角度信息进行采集;设计了PID控制加模糊控制的复合控制器,并给出复合控制器算法。在此基础上建立实验系统,仿真结果证明:该控制系统不仅克服了传统巡线控制中单一传感器采集信息不全的缺点,而且有效解决了机器人在遇到大信号时传统PID控制响应时间长、系统不稳定的问题。     

轮式移动机器人轨迹跟踪控制算法的研究

为解决轮式移动机器人平面运动控制问题,将平面几何理论应用于轨迹跟踪控制中。建立了机器人平面运动模型,并以此为基础研究了直线和圆弧的轨迹跟踪控制算法;提出了导航圆方法,将机器人实时位置信息和目标轨迹之间的角度偏差及位置偏差综合成一个角度,然后对该角度进行了PID调节;在实验中,将直线、圆弧轨迹跟踪算法实际运用于机器人的运动控制。研究结果表明,该算法能将机器人轨迹的偏差有效地控制在±1 cm以内。     

电动跑步机控制系统的设计

介绍了一种电动跑步机控制系统的结构和控制方法。该系统采用EM78P459和P89C522个单片机，分别用于电机控制和人机交互，2个单片机之间通过I／O方式通信；在运动控制上，采用基于IGBT管的脉宽调制（PWM）直流调速技术，控制算法采用转速反馈闭环分段PID控制。对系统的电磁兼容性（EMC）设计进行了介绍。