宏-微机器人: 概念、动态、控制及几点看法

宏－微机器人即一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统，这种机器人有减小末端有效惯量、扩充频带的特性．本文介绍了这种机器人的概念、国外研究动态、控制方法，并对这一机器人的研究提出了我们的几点看法．     

宏-微机器人: 概念、动态、控制及几点看法

宏－微机器人即一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统，这种机器人有减小末端有效惯量、扩充频带的特性．本文介绍了这种机器人的概念、国外研究动态、控制方法，并对这一机器人的研究提出了我们的几点看法．     

基于宏-微机器人的不连续轨线的跟踪

针对宏-微机器人跟踪不连续轨线,本文采用轨线分割的方法．轨线分割的 结果,宏机械手的期望轨迹为一条连续轨线,轨线中的不连续部分将由微机械手跟踪;同时 ,宏-微机器人这一冗余系统变为两个非冗余系统,按照两个非冗余系统分别进行轨迹规划 ;微机械手除了完成分割的任务外,对宏机械手的轨迹误差在线补偿;4自由度宏-微机器 人仿真和实验证明了本文方法的有效性．     

基于运动学分析的工业机器人轨迹精度测量的研究

机器人关节伺服系统的动态误差,是影响其末端执行器运动轨迹精度的一个重要因 素．本文以六轴关节型激光加工工业机器人为研究对象,采用D-H方法建立起机器人连杆坐 标系,在运动学分析的基础上,运用齐次坐标变换矩阵微分法,建立机器人各关节转角的偏 差值与末端运动轨迹精度之间的模型,并在此基础上,利用机器人与外部的串口通讯,对在 关节伺服系统影响下,沿各种空间位置运动时,机器人末端运动的轨迹精度进行了实际测量 ．     

控制FAST馈源的宏-微机器人系统

本文介绍了大射电望远镜FAST光机电一体化设计方案,给出了由贵州KARST地貌的地理位置 得到的线馈源扫描运动轨迹,对六悬索并联索系结构和Stewart平台组成的并联宏 微机器 人系统进行了运动学描述和分析．     

宏微结合的多机械手微装配机器人系统

为解决复杂组件装配中存在的并行操作、空间操作和多操作对象的难题,研制了一套基于显微视觉伺服的多机械手微装配机器人系统.该系统有6个机械手,每个机械手都由宏动模块、微动模块和末端夹持器组成.分别针对5种不同结构类型的零件,设计了5种异形零件夹持器.通过给镜头配置高精度的位移平台,实现了在30 mm×30 mm×30 mm的大操作空间内2μm精度的在线检测,可实现±9μm的装配精度.通过显微视觉反馈和力觉反馈相结合的策略,设计了过盈配合件的装配方法.使用该微装配机器人开展了微装配实验,实验结果表明该微装配机器人系统是可行的,基本能实现既定的装配要求.     

机器人轨迹跟踪自适应控制

本文提出一种新的自适应控制算法,用于补偿机器人动力学方程中的非线性项和消除关节间的耦合。这种简单有效的控制算法,保证了系统在一定的参数变化范围内具有渐近稳定性和良好的控制精度。     

可移动机器人的运动学模型与控制原理

本文首先对可移动机器人的运动学进行了分析，建立了运动学模型与控制结构图，然后采用时域分析法对此系统进行了校正，最后通过对此系统的仿真与时测实验，对各校正环节的参数进行了整定。     

基于Matlab的机器人运动学分析与轨迹规划仿真

在Matlab环境下,采用D-H法对STAUBL TX90机器人建立了三维仿真模型。基于所建模型,对其进行正逆运动学问题进行了分析,并在关节空间坐标系下和笛卡尔空间坐标系下进行了简单的轨迹规划仿真。实验数据表明,该模型可以得到有效准确的运动轨迹和仿真数据,为深入研究轨迹规划的优化、轨迹跟踪提供了重要的数据分析基础。     

激光作业的宏-微机器人及其控制系统

一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统被称为宏-微机器人系统．本文详细介 绍了我们研制的采用激光作业的宏-微机器人本体和控制系统的结构和工作原理,以及在连 续轨迹跟踪和汉字雕刻方面的实验结果．     

机械臂轨迹跟踪控制的仿真

该文详细讨论了刚性机械臂的动力学模型、轨道跟踪控制策略及其MATLAB的仿真.在成功建模的基础上,使用常规PD控制策略,非常好地完成了轨道跟踪控制任务.即使在模型未知的情况,仍然可以用PD直接控制跟踪目标轨迹.该文中运用了李亚普诺夫稳定性理论,对PD控制进行稳定性判定.通过对双机械臂和三机械臂的轨迹跟踪控制的MATLAB仿真,证明了控制策略的有效性.同时根据仿真结果的比较,对PD控制策略进行了鲁棒性的分析.分析结果为PD控制的鲁棒性会随着控制对象的自由度的增加而降低.     

基于补偿控制的无人地面车辆轨迹跟踪方法

:针对无人地面车辆轨迹跟踪精度不高,鲁棒性差的问题,提出了一种基于补偿控制的算法;该算法分为运动学和动力学两部分:基于方向角调整策略的运动学控制律能确保无人地面车辆有效跟踪参考轨迹;基于PD与模型参考模糊滑模自适应控制相结合控制的动力学控制律能有效补偿建模不精确和外界扰动带来的影响;仿真结果表明:该算法能够有效跟踪参考轨迹,控制量分配合理且鲁棒性较好.     

SGCMG系统框架角轨迹跟踪自适应补偿控制

作为应用在航天器上的惯性执行机构,单框架控制力矩陀螺（GSGCMG）系统框架角空间的轨迹跟踪性能对航天器姿态控制（或稳定）精度有着极大的影响,为提高SGCMG系统框架角轨迹跟踪性能,本文在轨迹跟踪控制中,采用了“PD＋自适应补偿”的控制器结构,通过分析可以发现,此种控制器不但可使轨迹跟踪误差收敛至零,实现有限时间跟踪控制,而且可使轨迹跟踪误差每一分量的绝对值指数收敛,对应用在航天器上的金宁塔形4－SGCMG系统框架角空间轨迹跟踪控制的仿真结果表明,上述控制算法是可行的。     

机械臂轨迹跟踪控制研究进展

综述了近年来刚性机械臂轨迹跟踪控制研究领域的最新进展.根据应用于机械臂的不同控制算法进行分类,从自适应PID控制、神经网络自适应控制、模糊自适应控制、滑模变结构控制和鲁棒自适应控制5种主要控制方法进行阐述.重点从关节空间出发,论述了各种控制算法在提高机械臂轨迹跟踪性能方面的各自优缺点,并分析了它们之间的相互联系.对机械...     

机器人操作臂跟踪动态目标的轨迹规划方法

针对机器人操作臂跟踪运动目标问题,提出一种基于遗传算法的轨迹规划方法。通过对关节加速度的增量进行编码,实现在操作臂的关节空间进行轨迹优化,得到操作臂在跟踪运动目标过程中所需要的轨迹。仿真计算的结果表明,所提出的方法是有效的。     

助餐机器人轨迹跟踪控制实验研究

助餐机器人机械本体由三自由度机械手和旋转桌面构成。在完成助餐机器人控制系统硬件电路基础上,利用dSPACE软硬件环境和Matlab/Simulink系统建模方法,搭建了助餐机器人控制系统的半物理仿真实验平台。完成了助餐机器人伺服控制系统的研究与开发,设计了机器人控制器,同时完成了助餐机器人肘关节和腕关节的直线轨迹与圆弧轨迹跟踪实验,获得了理想的实验结果,为整个助餐机器人系统的控制研究奠定了基础。     

基于自适应MPC算法的轨迹跟踪控制研究

为了保证智能车辆在低附着且变速条件下跟踪控制的精确性和稳定性,提出一种基于自适应模型预测控制（MPC）的轨迹跟踪控制算法。针对低附着条件下轨迹跟踪存在行驶稳定性较差的问题,对车辆动力学模型添加侧偏角软约束,分别设计有无添加侧偏角约束的MPC控制器。仿真结果表明,添加侧偏角约束后MPC控制器性能更优,车辆行驶稳定性得到有效提高。在此基础上,又提出了一种自适应的轨迹跟踪控制策略,能够根据车辆速度的变化,实时产生预测时域[(Hp)],分别设计自适应的MPC控制器与4组定值[Hp]的MPC控制器。仿真结果表明,基于自适应模型预测控制的轨迹跟踪控制算法在提高低附着且变速条件下智能车辆轨迹跟踪控制的精度和稳定性方面具有一定的有效性和先进性。     

Trajectory Tracking Control of an Underactuated Underwater Vehicle Redundant Manipulator System

The purpose of this study is to control the position of an underactuated underwater vehicle manipulator system (U‐UVMS). It is possible to control the end‐effector using a regular 6‐DOF manipulator despite the undesired displacements of the underactuated vehicle within a certain range. However, in this study an 8‐DOF redundant manipulator is used in order to increase the positioning accuracy of the end‐effector. The redundancy is resolved according to the criterion of minimal vehicle and joint motions. The underactuated underwater vehicle redundant manipulator system is modeled including the hydrodynamic forces for the manipulator in addition to those for the autonomous underwater vehicle (AUV). The shadowing effects of the bodies on each other are also taken into account when computing the hydrodynamic forces. The Newton‐Euler formulation is used to derive the system equations of motion including the thruster dynamics. In order to establish the end‐effector trajectory tracking control of the system, an inverse dynamics control law is formulated. The effectiveness of the control law even in the presence of parameter uncertainties and disturbing ocean currents is illustrated by simulations.     

卫星天线展开臂的随动吊挂重力补偿系统设计

为了给卫星天线展开臂的展开特性测试提供真实的零重力地面仿真环境,设计了卫星天线随动吊挂重力补偿系统.首先设计了与卫星天线展开臂结构相同的3轴随动吊挂机械臂,对卫星天线展开臂进行位置跟随,并通过有限元方法分析其受载时的位置精度;然后根据导纳控制方法设计出随动机械臂的力跟随控制器,采用基于位置内环的PD （比例-微分）力控制策略设计出拉力系统对吊索拉力的控制算法;最后通过实验考核了随动吊挂机械臂各关节对在轨运行模式下的天线展开臂相应关节的位置跟随性能和重力平衡补偿.实验结果表明各轴位置跟随误差均不超过±0.03°,稳定运行时吊索张力控制偏差均小于1.2% F.S.（全量程）,在天线展开机械臂的展开过程中实现了较高精度的位置跟随和重力补偿,满足天线展开测试要求.     

基于LQR算法的板球系统轨迹跟踪研究

板球系统是一个典型的多变量、非线性控制系统,是杆球系统的扩展,用以检测各种控制方案;该文首先采用拉格朗日方程法建立板球系统的数学模型,然后以线性二次最优控制理论为理论基础设计控制器并对系统进行仿真,采用基于触摸屏的控制方案,并在实物板球控制系统做了实时控制,利用多媒体定时器中断技术设计了Matlab6.5和Visual C++6.0两个版本的实时控制程序,成功实现小球的圆形和矩形轨迹跟踪,达到了误差1mm以内的控制效果;仿真及实验结果表面建立模型的合理性与控制算法的有效性。