基于闭环PD型迭代学习控制的注塑机注射速度轨迹跟踪控制

针对注塑机注射速度的非线性和时变性特点,为提高注射速度对特定曲线的重复跟踪能力,提出了基于闭环PD型迭代学习控制的注塑机注射速度轨迹跟踪控制算法。该算法利用系统实际输出与期望目标之间的偏差修正不理想的控制信号,若干次迭代后,系统能够实现期望轨迹的跟踪。建立了注射速度的动态模型,同时给出系统的控制算法和结构。仿真结果表明:该控制器能有效跟踪期望的注射速度轨迹,响应速度更快,超调量更小,稳定性更好,控制效果优于常规PID控制器。     

改进狼群算法的SCARA机械臂自适应迭代学习控制

针对减小机器人重复运动的位置、速度跟踪误差的问题,给出一种基于狼群算法优化的机械臂自适应迭代学习控制策略。根据SCARA(Selective compliance assembly robot arm)机械臂驱动方程,设计动力学系统的迭代学习控制律。引入自适应步长的狼群算法,使狼群能够根据猎物气味浓度动态调整移动步长,提高了算法的收敛速度和精度。该策略对机械臂控制器参数KP、KD进行寻优时,得到了良好的控制效果,实现了对期望轨迹的有效跟踪。实验结果表明,该算法灵活性好,对系统期望轨迹具有较高的跟踪精度,有效降低了双关节机械臂的位置、速度跟踪误差,具有较强的可行性与有效性。     

两轮差动球形移动机器人轨迹跟踪控制（英文）

针对现有球形机器人运动难以控制以及球壳限制传感器应用的问题,提出了一种双轮差动式球形移动机器人,其结构简单、运动灵活且易于控制。首先,根据球形移动机器人结构,建立了运动学与动力学模型。然后,基于自适应神经滑膜控制方法,设计了该系统的轨迹跟踪控制器。最后,通过对球形机器人进行S轨迹和圆周轨迹的跟踪控制仿真,得出了球形移动机器人具备灵活地运动特性且易于控制的结论。仿真结果验证了自适应神经滑模控制能够有效地对球形机器人进行轨迹跟踪,自适应控制消除了系统未知参数与扰动的影响,同时也避免了左右轮力矩输出的抖振问题。     

非连续路段下移动机器人的轨迹跟踪

针对轮式移动机器人在非连续路段下的轨迹跟踪问题,对移动机器人数学模型和道路模型的建立、轨迹信息的获取以及控制器的设计进行了研究。首先分析了移动机器人的运动学方程及对摄像机的标定,通过建立移动机器人的直线轨迹跟踪模型,并用二值化方法对非连续路段进行了图像处理,提取了图像中非连续路段信息,实现了移动机器人在轨迹跟踪过程中运动的可靠性;然后基于Lyapunov函数设计了渐进稳定的轨迹跟踪控制器,使移动机器人能够在连续路段和非连续路段跟踪确定路径;最后通过Matlab进行了仿真。仿真结果表明,所设计的控制器和算法能使移动机器人的跟踪误差快速收敛于零,轨迹跟踪效果良好,适用于移动机器人对非连续路段的轨迹跟踪控制。     

基于控制Lyapunov函数的履带式移动机器人轨迹跟踪

将履带式移动机器人简化为轮式移动机器人系统,建立了其运动模型.讨论了基于运动模型的履带式移动机器人的轨迹跟踪问题.在此基础上,基于控制Lyapunov函数,设计了履带式移动机器人的轨迹跟踪控制器.考虑到机器人的运动学约束,引入受限策略以保证其运动平滑.仿真结果验证了所设计控制器的有效性和正确性.     

履带式移动机器人轨迹跟踪控制技术研究

随着移动机器人在工业、农业、军事等领域中的广泛应用,对其自主运动控制技术的需求逐渐增大.为了实现履带式移动机器人的轨迹跟踪控制,建立了运动学模型和轨迹跟踪动态误差模型.基于Lyapunov稳定性理论,提出了一种状态反馈控制律,并通过Lyapunov函数对控制律的稳定性进行了证明.为了评估所提出控制律的性能,在Matlab/Simulink环境下分别进行了直线轨迹跟踪和圆形轨迹跟踪仿真实验.仿真实验结果表明,所设计的控制律能够快速有效地实现直线轨迹跟踪与圆形轨迹跟踪,具有较好的控制效果,可应用于履带式移动机器人轨迹跟踪控制的实际项目中.     

轮式移动机器人的模糊轨迹跟踪控制

文章针对实际的轮式移动机器人轨迹跟踪控制问题提出了一种解决方法。利用模糊控制器实现对移动机器人的轨迹控制,并进行了计算机仿真和实际的轮式移动机器人的轨迹控制实验,将控制效果与传统的PID控制器的控制结果进行比较,结果表明了模糊控制在机器人轨迹跟踪问题上具有很好的性能。     

轮式移动机器人路径跟踪控制方法研究

针对轮式移动机器人的路径跟踪问题,提出了一种基于动态预瞄的移动机器人路径跟踪控制方法。根据差速轮式移动机器人运动学模型和实时位置信息,建立路径跟踪偏差模型,并采用构建虚拟运动路径的方式设计移动机器人路径跟踪控制方法,结合路径跟踪偏差模型,实时调整移动机器人的运动状态,不断缩小运动过程中的偏差,最终实现路径跟踪。实验结果表明,所设计的移动机器人路径跟踪控制方法能够实现高精度的路径跟踪控制,同时具有良好的可靠性,平稳性。     

移动机械臂的输出跟踪控制

移动机械臂通常由移动机器人和装在移动机器人上的机械臂组成。它既具有移动机器人的可移动性又具有机械臂的操作灵活性,有极高的实际应用价值。本文针对由二轮驱动的移动平台和二连杆机械臂组成的移动机械臂的输出跟踪问题,利用滑模控制原理为其设计了动态滑模控制器。首先给出了移动机械臂的简化动态模型,然后通过微分同胚和输入变换将其分解为4个低阶子系统,并给出了其输出跟踪的动态滑模控制器的设计方法。仿真实验表明,所设计的动态滑模控制器不仅能很好地跟踪给定轨迹,而且能有效地削弱滑模控制系统的抖振。     

基于电磁直线执行器的电子凸轮轨迹跟踪控制

提出了一种基于电磁直线执行器的电子凸轮,通过对给定轨迹的跟踪来实现所需要的直线运动规律,以取代传统的机械凸轮机构。采用迭代学习控制算法控制电子凸轮实现对目标轨迹的跟踪,并进而应用迭代加模糊滑模控制的算法提高电子凸轮的收敛速度与鲁棒性。模糊滑模迭代控制是将误差函数输入滑模控制器中,然后以滑模函数作为模糊控制器的输入,最后通过模糊控制器的输出来控制迭代算法中的增量。通过仿真以及试验验证表明,基于电磁直线执行器的电子凸轮能够有效取代传统的机械凸轮机构,模糊滑模迭代控制算法能够满足电子凸轮对轨迹跟踪精度、响应速度、收敛速度与鲁棒性的要求。     

实时修正偏移量的循迹机器人控制系统研究

提出一种循迹机器人控制系统,通过实时修正机器人坐标与理想运动轨迹之间的偏移,实现机器人快速、有效的循迹。首先,采用粒子群优化算法规划理想运动轨迹;其次,根据正交落地码盘与陀螺仪实时获取机器人坐标及运动轨迹,经与线性化的理想运动轨迹比对,确定偏移量及方向;最后,将偏移量修正转化为机器人运动速度控制,从而实现了高精度闭环运动控制。实验结果表明,基于该控制系统搭建的机器人平台,线性化的理想轨迹和实际轨迹比对的最大偏差值为50.0 mm,在此偏差值内,实时修正偏移量,机器人能够自动回到线性化的理想轨迹上运行,且运行平稳、舒展,完全保证了机器人所要求完成的终点任务,与现有循迹机器人控制方法相比,提出的循迹机器人控制系统实现了较高精度的循迹与定位。     

Improving tracking performance of industrial SCARA robots using a new sliding mode control algorithm

This paper addresses the implementation of a new sliding mode control algorithm for high speed and high precision tasks, which is robust against variations in the robot parameters and load. The effects of nonlinear dynamics, which are difficult to model accurately, become prominent in high speed operations. This paper attempts to treat the nonlinear dynamics of a SCARA robot as a disturbance. Based upon this approach, a new sliding mode control algorithm is proposed, in which a switching control input can be obtained easily and is determined to satisfy the existence condition for sliding mode control. A graphic simulator is used to evaluate the proposed algorithm for a SCARA robot. Simulation results show that the proposed algorithm is robust against disturbances and can reduce the magnitude of chattering, which is an unavoidable problem in sliding mode control. Experiments are carried out to validate the simulated results with an industrial SCARA robot using DSPs.     

轮腿混合机器人控制系统设计

设计了一种新型轮腿混合机器人,该机器人结合了轮式移动机构与足式移动机构的优点,阐述了机器人的总体结构。根据该轮腿混合机器人的运动要求和性能特点,设计了基于MEGA16单片机的整套机器人控制系统,该控制系统实现了用NRF2401无线控制机器人的基本运动。根据所遇路况,通过无线遥控可以控制和选择机器人的轮式运动和腿式运动两种工作模式,增加了机器人对环境的适应性。     

轮式移动机器人电机驱动系统的研究与开发

以嵌入式运动控制体系为基础,以移动机器人为研究对象,结合三轮结构轮式移动机器人,对二轮差速驱动转向自主移动机器人运动学和动力学空间模型进行了分析和计算,研究和设计了自主移动机器人电机驱动系统,开发了一套二轮差速驱动转向移动机器人电机驱动系统,完成了系统各部件的整体装配和调试。试验结果表明,该设计方案可行、系统运行稳定可靠、成本低廉、所用元件易于购置,具有较好的实用的价值和应用前景。     

基于视觉和超声信息的机器人行为控制

要随着机器人应用范围的不断扩展，机器人所面临的工作环境也越来越复杂，多数是未知的、动态的和非结构化的。通过对基于行为的机器人控制技术的研究，设计了一种用于完成多目标任务的移动机器人行为控制系统。将基于行为的控制技术融合进模糊控制的思想中，使移动机器人的行为通过运用模糊控制和基于优先度的行为决策来实现，并且通过视觉信息使机器人能够完成面向目标的任务。     

A QP Artificial Neural Network inverse kinematic solution for accurate robot path control

In recent decades, Artificial Neural Networks (ANNs) have become the focus of considerable attention in many disciplines, including robot control, where they can be used to solve nonlinear control problems. One of these ANNs applications is that of the inverse kinematic problem, which is important in robot path planning. In this paper, a neural network is employed to analyse of inverse kinematics of PUMA 560 type robot. The neural network is designed to find exact kinematics of the robot. The neural network is a feedforward neural network (FNN). The FNN is trained with different types of learning algorithm for designing exact inverse model of the robot. The Unimation PUMA 560 is a robot with six degrees of freedom and rotational joints. Inverse neural network model of the robot is trained with different learning algorithms for finding exact model of the robot. From the simulation results, the proposed neural network has superior performance for modelling complex robot’s kinematics.     

基于PMAC的仿人按摩机器人手臂控制系统设计

仿人按摩机器人手臂是按摩机器人的重要组成部分,其控制系统是中医按摩机器人完成按摩位置精确定位的关键因素。为了实现对仿人按摩机器人手臂精确控制,基于PC+PMAC运动控制卡设计了仿人按摩机器人手臂控制系统。通过PC与PMAC运动控制卡之间的通信对PMAC运动控制卡进行参数设置以及PMAC运动控制卡的PID控制器参数的优化。基于VC++软件开发平台设计了控制系统软件。仿真及实际应用效果表明,设计开发的仿人按摩机器人手臂控制系统实现了对手臂的控制,达到了设计要求。     

Specialized modular software system of sensitized robot control computer

The paper deals with an original approach to development of computer software for a sensitized robot control system (Algorithmic Robot Control System). The system is designed to control a sensitized “LPI-2” robot manufactured at the Leningrad Polytechnical Institute. The robot consists of two manipulators having seven degrees of freedom with grippers having tactile and locating ultrasonic sensors, target designation system based on a TV camera, voice command input system, and a control computer. The program modules, of which the Algorithmic System consists, are described briefly. The intermodular information exchange modes and modules control principles are also under consideration. The Algorithmic System also provides the possibilities of robot actions programming. The specially developed language ROCOL is used for this purpose. The Algorithmic Robot Control System gives the possibilities to achieve a flexible and operative robot control in supervisory and automatic modes in real time.     

Trajectory coordination planning and control for robot manipulators in automated material handling and processing

Motion coordination planning and control play a crucial role in robot application to Cartesian task operations with taking into account kinematics and dynamics constraints. This paper presents a unified approach to coordination planning and control for robot position and orientation trajectories in Cartesian space. The concept of generalised robot pose is defined as the robot configuration consisting of position and orientation, in which the orientation is described by a vector equivalent to the rotational angular displacement. The robot pose ruled surface is formed as a three-dimensional motion locus of its configuration vector. The unified treatment of the end-effector positions and orientations is based on the robot pose ruled surface concept and used in trajectory interpolations. The coordination planning of pose trajectories for the robot end effector is accomplished by generating and optimising the pose ruled surface under the constraints of kinematics and dynamics performances. The coordination control is implemented through controlling the motion laws of two end points of the orientation vector and calculating the coordinates of instantaneous corresponding points. The simulation experiment using PUMA 560 robot in arc welding and surface finishing processes are carried out to verify the feasibility of the proposed approach and demonstrate the capabilities of generation and control models.     

四足爬行机器人对角启动步态控制系统设计

结合目前仿生爬壁机器人步态控制存在的不足,提出了一种基于四足对角启动的爬行机器人的控制方法和完整的控制系统,并在实验环境下得以实现。该控制系统以C8051F021为核心控制器,结合一种均匀量变输出的设计方法,驱动舵机以实现机器人爬行。用MATLAB软件进行建模仿真,在实验环境下验证该方法的可行性和有效性。