柔性冗余度机器人残余振动的抑制研究

柔性冗余度机器人兼具柔性机器人与冗余度机器人的特点，在航空航天等领域有着十分广泛的应用前景．但是存在的结构柔性及其引起的振动造成机器人的精确控制极为困难．本文研究了柔性冗余度机器人残余振动的抑制问题，给出了一种控制方法．这种控制方法通过机器人在末端运动停止后依然进行某种自运动对残余振动进行主动的控制，使其迅速衰减．最后通过仿真验证了其可行性     

自由飘浮空间机器人系统基座姿态调整

规划机械臂的运动以调整作为其基座的卫星的姿态，既节约姿控燃料，又可作为常规姿控系统的备份手段．首先，建立自由飘浮空间机器人系统的状态方程，其状态变量为关节角和卫星姿态角，输入变量为关节角速度．基于系统能控性理论，规划连接系统初始状态和期望状态的路径，实现了仅通过机械臂关节的运动同时控制基座姿态和机械臂关节角的目的．从理论上分析了机械臂的能量消耗，给出了使能量指标最小的近似最优算法．仿真结果表明了该方法的有效性．     

自由飞行空间机器人研究综述

本文对自由飞行空间机器人的研究进行了介绍．首先，论述了自由飞行空间机器人的 概念、用途和运动特性．其次，分别从基本理论、地面实验平台和空间实验系统三个方面阐 述了自由飞行空间机器人的研究现状．最后，给出了结论和展望．     

基于神经网络和PID算法的数控机床并行混合控制模型

针对数控机床低速运动时由于非线性摩擦造成的问题，提出了一种基于神经网络和PID算法的并行混合控制模型．当电机速度大于转换速度时使用PID控制，小于转换速度时使用神经网络控制器．神经网络为5个输入的单神经元，采用Hebb学习算法．分析表明，混合控制器使跟随误差的波动明显减小，机床运动变得平稳．利用可由用户编写伺服算法的多轴运动控制器(PMAC)进行了实验，验证了混合控制器的控制效果．     

空间机器人位姿空间分层量化建模方法

本文首先分析了空间机器人在位姿空间的不完全可控性及其给运动规划带来的困难．在此基础上，本文提出一种适用于空间机器人的位姿空间分层量化建模方法．此方法首先对位姿空间进行了分层量化处理，然后通过定义位姿间的相邻关系而建立了位姿空间图（ＣＳＧ），并对ＣＳＧ的顶点和边的碰撞情况做了规定．最后本文针对一个空间机器人模型给出一个位姿空间建模的实例和基于此建模方法的运动规划结果     

自由飞行空间机器人系统的协调运动控制

考虑由载体和机械臂组成的空间机器人系统的协调控制问题，提出了一种新的协调控制策略.该策略首先利用简单的变结构控制器粗略控制载体的运动，进而设计机械臂控制器以保证手端精确跟踪其期望的运动轨迹.应用该策略分别对手端自由运动和受限运动设计了相应的控制器，并对两杆平面空间机器人系统进行了仿真，证实了控制策略的有效性.     

柔性空间机器人振动抑制轨迹规划算法

本文首次提出了一个描述柔性空间机器人振动的可直接计算的激振力指标，进 而提出了柔性空间机器人抑振轨迹规划算法．该算法采用均匀非周期四阶B样条描述机器人 的运动轨迹，B样条的控制点作为优化参数，使用改进的微粒群优化算法，以激振力为性能 指标对轨迹进行优化求解．该方法根据激振力指标而不是待定轨迹的控制结果来判定轨迹的 抑振性能，极大地简化了规划过程．对柔性双臂空间该机器人的抑振轨迹规划仿真，表明优 化轨迹取得了良好的振动抑制效果，证明了算法的有效性．     

一种基于空间连杆机构的蛇形机器人

提出了一种基于空间连杆机构的蛇形机器人模型．该蛇形机器人各骨节间通过万向铰链连接,每节安装两个微型伺服电机,电机带动曲柄转动,曲柄经两端为球铰的连杆驱动另一骨节运动．通过两个电机的耦合驱动,该蛇形机器人能实现蜿蜒爬行、转向、抬头等多种运动方式．文中给出了该空间连杆机构的运动学解,基于Serpenoid曲线计算得到了实际控制所需的关节转角和步数,并编程实现了上述运动方式．     

基于支持向量规则的运动控制器自然语言构造方法

本文介绍了一种基于支持向量规则的运动控制器自然语言构造方法，提出利用 支持向量机理论，对通过自然语言构造的模糊控制规则进行支持向量规则抽取，从而获得一 个在指定控制精度下的支持向量规则运动控制器．这种方法可以在给定任务精度下抽取真正 有效的控制规则完成控制任务，使控制规则数及控制器形式得到简化，为未来将基于语言构 造的控制器推向实用奠定了基础．所提控制方法在一个轮式移动机器人系统上进行了语言训 练实验．     

面向灵活工作空间的血管外科手术机器人设计

在分析医生显微缝合与打结动作和操作空间布置的基础上，采用向两个方向投影的方法，对医生的动作进行了记录和量化分析．分析了测量数据与机器人灵活度的关系，并以该关系作为整个设计分析的基础．根据投影几何以及显微手术数据得到了从手末端工具准确的三维灵活操作空间．根据测量得到的灵活空间运用逆运动学原理，对机器人的机构参数和关节的运动范围进行了计算．在理论分析和设计的基础之上，加工出了一台显微手术样机(MicroHand)．     

基于遗传算法的发动机模糊控制

模糊控制不依赖被控对象的数学模型，模糊控制应用于航空发动机控制取得了较好的效果。但是，模糊控制设计，较多地依赖设计者的主观经验，工作量大、负担重。遗传算法具有良好的寻优能力，该文将遗传算法应用到了航空发动机模糊控制中，使大量的设计寻优工作，可以通过程序自动寻优，对遗传算法寻优的发动机模糊控制系统进行了仿真，结果表明遗传算法不但改进了发动机模糊控制器的设计，而且整个控制系统具有良好的性能。     

用GA寻优线性系统模糊控制器规则

控制精度和自适应能力一直是模糊控制应用中较难解决的问题,解决这一问题的关键在于选取适当的控制规则,而遗传算法可以较好地解决常规的数学优化技术所不能有效解决的问题。该文给出了对于具有修正因子的控制规则,采用遗传算法对其参数进行自调整的方法,它可提高模糊控制器的性能。通过仿真实验表明了该方法对于线性系统的控制是有效的。     

基于遗传算法获取模糊规则

针对传统利用遗传算法(GA)直接获得的模糊规则所具有的局限性问题,提出了一种带有加权因子的模糊控制规则计算方法,并利用遗传算法对加权因子进行全局寻优,最终由最优加权因子计算生成模糊规则。该计算方法针对不同的模糊输入等级施加不同的加权因子,并能够利用加权因子的相关性与对称性完整地评估所有的模糊规则,减少无效规则对系统响应所造成的影响。性能对比实验表明,该模糊规则所构成的模糊控制系统在控制过程中超调量小,调节时间短,在模糊控制的应用中具有可行性;不同激励的仿真实验表明,该模糊规则所构成的模糊控制系统的控制效果不依赖于系统的激励信号,跟踪效果好,具有很强的鲁棒性。     

基于模糊遗传算法的楼宇火灾报警系统

针对目前火灾报警系统中存在的敏感度低,可靠性差的现状,结合城市楼宇环境,提出并设计了一种基于模糊遗传算法的智能火灾报警系统,采用模糊算法提高报警系统灵敏度的同时,利用遗传算法的自适应能力对模糊隶属度进行优选,提高了整个系统的智能化程度和适应性,减少了火灾报警系统漏报率和误报率。     

基于遗传算法优化的足球机器人模糊避障研究

在Robocup小型组(F-180)足球机器人比赛中,随着比赛对机器人运动能力和系统实时性要求的越来越高,基于本地传感器和处理器的主动避障策略日益受到人们的重视.模糊控制方法不依赖于精确的环境信息,并且运算量小,应用于自主避障很有前途,但传统的模糊控制方法难于手工创建控制规则,并且缺乏学习能力.研究了采用遗传算法对模糊路径规划器的模糊规则进行在线自动提取和优化的方法,并提出了一种用于评价规则有效性的适应度函数.仿真结果表明了算法有较好的适用性.     

一类时变非线性系统的参数反馈模糊控制器分析与设计

本文针对工业控制中一类常见的非线性时变系统，提出了一种利用参数反馈在线修正 规则的模糊控制器；在全面介绍控制器结构与功能的同时，详细阐述了模糊规则修正器的原 理和设计方法，并采用基于功能评价的方法进行系统分析．在这个控制系统中，基本模糊控 制器简单实用；模糊规则修正器能充分利用对被控对象的分析成果；GA寻优算法能进一步简 化设计，提高性能．仿真结果表明，这种控制器的效果是令人满意的．     

基于遗传算法的模糊迭代学习控制算法

为了提高被控系统的控制精度及加快迭代域内的收敛速度,提出一种基于遗传算法的模糊PD型迭代学习控制算法。该算法通过模糊TSK模型设计迭代学习控制器,TSK模型中THEN部分的未知参数由遗传算法离线计算确定,进而产生合理的迭代学习律。针对被控系统,设计相应的迭代学习控制算法进行仿真分析,并与传统PD型迭代学习控制算法、模糊PID迭代学习控制算法相比较,进而将该算法用于双关节机械手进行仿真研究,仿真结果表明该算法的有效性。     

变风量空调系统的模糊免疫PID控制的研究

中央空调的能耗问题日益引起人们的关注,由于变风量温度控制系统非线性、大滞后及时变等特点,常规的PID控制往往效果欠佳。本文借鉴生物免疫反馈机理和模糊控制理论,设计了模糊免疫PID控制器,并且采用遗传算法优化免疫PID的参数,建立中央空调变风量温度控制系统的数学模型,并分别用常规PID控制技术和模糊免疫PID控制技术对温室进行仿真试验,仿真结果表明:该方法调节精度较高,调节迅速,超调量小,抗干扰强,因此具有一定的可行性和推广价值。     

Design of a stable fuzzy controller for an articulated vehicle

This paper presents a backward movement control of an articulated vehicle via a model-based fuzzy control technique. A nonlinear dynamic model of the articulated vehicle is represented by a Takagi-Sugeno fuzzy model. The concept of parallel distributed compensation is employed to design a fuzzy controller from the Takagi-Sugeno fuzzy model of the articulated vehicle. Stability of the designed fuzzy control system is guaranteed via Lyapunov approach. The stability conditions are characterized in terms of linear matrix inequalities since the stability analysis is reduced to a problem of finding a common Lyapunov function for a set of Lyapunov inequalities. Simulation results and experimental results show that the designed fuzzy controller effectively achieves the backward movement control of the articulated vehicle.     

基于触觉和肌电信号的假手模糊控制方法研究

提出了一种带触觉反馈的肌电假手模糊控制方法．该方法在有效识别肌电信号(MES)的基础上,实现了基于触觉与肌电信号的假手仿生控制．为了消除肌电信号的个体差异,使其能可靠应用于非特定人场合,应用互功率谱比值法对肌电信号进行处理,并分析互功率谱的各项参数和对应肢体动作变化之间的关系,消除了肌电信号实际测量中不可测噪声的干扰．采用特别设计的模糊控制器控制假手动作的步进量,实现了肌电假手对多种不同物体的稳定抓取．实验表明这种组合方法不仅可以获得较高的动作模式识别率,而且能有效地降低被抓取物体的损坏．