平面3R冗余度机器人进行避障规划时的混沌

通过仿真及混沌数值分析法中的相图法和最大Lyapunov指数法，以平面3R刚性冗余度机器人为研究对象，对基于分解运动控制的机器人末端重复跟踪工作空间内的封闭路径并进行避障规划时的自运动中的混沌现象进行了研究。研究表明：基于分解运动速度控制方法求解冗余度机器人运动学逆解时，其自运动是规则的周期运动，而基于分解运动加速度控制方法求解冗余度机器人运动学逆解时，其自运动是混沌的。     

基于PD控制的平面3R刚性冗余度机器人中的混沌现象

通过仿真及混沌数值分析法中的相图法、Poincare映射法和最大Lyapunov指数法 ,对采用PD调节器进行工作空间负反馈控制机器人末端重复跟踪工作空间的封闭路径时平面 3R冗余度机器人自运动中的混沌现象进行了研究。研究表明 :基于扩展Jacobian矩阵方法求解冗余度机器人运动学逆解时其自运动是规则的周期运动 ,而基于Jacobian矩阵的伪逆求解冗余度机器人运动学逆解时其自运动是混沌的     

冗余度柔性杆机器人自运动中的混沌

研究了杆件全柔冗余度机器人自运动中的混沌现象.通过有限元方法和拉格朗日方程建立动力学模型.运用混沌数值分析方法中的相图法、Poincare映射法、最大李雅普诺夫(Lyapunov)指数法,发现了该类机器人自运动中存在混沌现象.对一平面3R柔性机器人研究表明,基于雅可比矩阵的伪逆求解运动学逆解,采用典型的PD控制器控制其末端重复跟踪工作空间内的封闭路径,其自运动中存在混沌现象.     

基于最小关节力矩规划的冗余度机器人中的混沌运动研究

以一个平面 3R刚性冗余度机器人为研究对象 ,首次对采用PD调节器进行工作空间负反馈控制机器人末端重复跟踪工作空间内封闭路径的冗余度机器人进行最小关节力矩规划时其自运动中的混沌现象进行了研究。通过仿真及混沌数值分析法中的相图法、Poincare映射法和最大Lyapunov指数法 ,首次发现基于最小关节力矩规划求解冗余度机器人运动学逆解时其自运动是混沌的。     

柔性冗余度机器人自运动中的混沌

研究了柔性冗余度机器人的自运动状态，通过将其中的柔性连杆简化为Euler—Bernoulli梁建立了柔性冗余度机器人的运动学模型。运用混沌数值分析法中的相图法、Poincare映射法和最大Lyapunov指数法发现了该类机器人自运动中的混沌现象。对一个未杆是柔性连杆的平面3R柔性冗余度机器人的自运动状态的研究结果表明，基于Jacobian矩阵的伪逆法求解该柔性冗余度机器人采用PD调节器控制其末端重复跟踪工作空间内的一条封闭路径时的运动学逆解，其自运动是混沌的。     

空间4R冗余度机器人的混沌自运动研究

通过数值仿真及分析混沌的相图法、Poincare映射法和最大Lyapunov指数法对一个空间4R刚性冗余度机器人采用PD调节器控制其末端重复跟踪工作空间内的一条封闭路径时的杆件自运动状态进行了研究。研究首次发现,基于Jacobian矩阵的伪逆法求解该机器人运动学逆解时其自运动是混沌的。     

柔性冗余度机器人振动中的混沌现象

研究了柔性冗余度机器人末端振动中的混沌现象.通过有限元方法和拉格郎日方程建立动力学模型.运用混沌数值分析方法中的相图法、Poincare映射法、最大李雅普诺夫(Lyapunov) 指数法,发现了该类机器人末端振动中存在混沌现象.对一平面3R柔性机器人研究表明,以机器人的刚性运动进行轨迹规划,基于雅可比矩阵的伪逆求解运动学逆解,重复跟踪工作空间内的封闭路径时,末端柔性变形之中存在混沌运动.     

周期信号扰动法应用于机器人机构混沌运动的控制

本文通过外加周期信号扰动系统参数的方法以平面2R机器人为例首次对机器人机构中的混沌运动进行了成功的控制.研究表明选择适当的外扰周期信号的频率和振幅是控制混沌的关键.     

基于分解运动控制的平面冗余度机器人中的混沌运动

通过做出系统的运动仿真图和相图，以及计算系统的最大Lyapunov指数，对平面3R、4R刚性冗余度机器人自运动中的混沌现象进行了研究。研究表明：基于分解运动速度控制方法求解冗余度机器人末端重复跟踪工作空间内的封闭路径时的运动学逆解，其自运动是规则的；基于分解运动加速度控制方法求解其运动学逆解，其自运动是混沌的。     

基于能量反馈与OGY法的机器人混沌步态控制

针对双足机器人被动步行中的混沌步态,提出一种基于自适应能量反馈与OGY法的混合控制方法,将混沌步态快速转换到单周期稳定步态。首先,利用Poincaré截面,将双足机器人混合动力学系统离散化,求取该系统的不动点;然后,将机器人自身不动点处的机械能作为参考能量,在保证系统渐进稳定的前提下,构造自适应能量反馈控制律,使机器人状态迅速收敛至自身不动点小的邻域内;进一步地,利用OGY法对机器人支撑腿处的变量施加微扰,把机器人混沌状态稳定在自身的不动点上,实现了对混沌步态的快速控制。仿真实验和机器人行走实验结果表明了所提控制方法的有效性。     

平面五杆机器人位置精度分析及仿真

并联机器人是一种新型的机器人,与串联机器人相比具有许多优点。平面五杆机器人是典型的两自由度平面并联机构。利用D-H法对平面五杆机器人的位置正解进行了分析,并应用解析法对其位置精度进行了探讨。利用Matlab对位置精度进行了仿真分析。     

平面3-RRR并联机器人运动分析的计算机模拟逼近法

提出一种新的平面3自由度并联机器人运动分析方法,计算机模拟逼近法。运用该方法进行了速度和加速度分析。先采用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术,构造平面3—RRR3自由度机器人的模拟机构。再用两个相同且彼此靠近的平面3自由度机器人模拟机构,构造速度模拟机构,求解动平台上确定点的速度和角速度。最后用两个相同且彼此靠近的平面3—RRR机器人速度模拟机构,构造加速度模拟机构,求解动平台上确定点的加速度和角加速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,该方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,而且可以完成复杂机构的运动分析,为多自由度机构运动分析提供了更有效的工具。     

基于模糊自整定PD控制器的机器人计算力矩控制

设计了应用于计算力矩控制方案中的模糊PD控制器(FLC),进一步提出了模糊自整定PD控制器(SFLC).用带有末端执行器的平面3自由度机器人为例进行了动力学仿真,并将采用固定PD控制器、模糊PD控制器和模糊自整定PD控制器的计算力矩控制方案进行了比较.仿真结果表明,采用模糊自整定PD控制器(SFLC)后能有效的克服模型不确定所造成的影响,得到比较小的轨迹跟踪误差,为机器人的实际控制提供了理论基础.     

新型2UPU/2SPS并联机器人计算机辅助几何分析

提出运用计算机辅助几何法来研究新型4自由度并联机器人的位置和工作空间的问题,利用在CAD软件草图环境下建立的并联机器人模拟机构,基于并联机器人的模拟机构,分析出一种4自由度2UPU/2SPS并联机器人的位置和工作空间.模拟结果表明,计算机辅助几何法的应用不但大大简化了并联机器人机构分析位置和工作空间难度,而且快捷直观,值得推广.     

基于Pro/E与Simulink的Delta并联机器人运动仿真

针对"三自由度并联机器人的运动空间比传统六自由度并联机器人受到更多约束,以及其运动特性也更加复杂"的问题,将可视化运动仿真分析技术应用到并联机器人的研究上。以三自由度Delta并联机器人为例,在复杂轨迹下其整体位姿难以直观想象;为了便捷、高效地实现Delta并联机器人可视化运动仿真分析,结合SimMechanics Link接口软件,以Pro/E与Simulink/SimMechanics为仿真开发平台,提出了采用三维模型转换成SimMechanics模型的建模方法,并建立了SimMechanics模型,进行了仿真。研究结果表明,该方法能够直观地对Delta并联机器人进行可视化运动仿真分析,进而可为并联机器人机构的选型及优化、控制器的设计提供参考依据。     

混合驱动七杆飞剪机构的优化设计

二自由度混合驱动机构利用不同性质的电动机(常速电动机和伺服电机)来共同驱动二自由度闭链机构,以得到所需要的输出运动,是介于单自由度传统机构和多自由度全伺服机器人机构之间的一类新型机构,可实现有限柔性。将混合驱动七杆机构型应用于飞剪机构设计,分别对混合驱动五杆机构和上剪刃刀架构件进行优化综合,利用混合驱动能同时实现轨迹与速度同步精确控制的优势,以改善飞剪机构的剪切性能。     

Vehicle Planar Motion Stability Study for Tyres Working in Extremely Nonlinear Region

Many researches on vehicle planar motion stability focus on two degrees of freedom(2DOF) vehicle model, and only the lateral velocity (or side slip angle) and yaw rate are considered as the state variables. The stability analysis methods, such as phase plane analysis, equilibriums analysis and bifurcation analysis, are all used to draw many classical conclusions. It is concluded from these researches that unbounded growth of the vehicle motion during unstable operation is untrue in reality thus one limitation of the 2DOF model. The fundamental assumption of the 2DOF model is that the longitudinal velocity is treated as a constant, but this is intrinsically incorrect. When tyres work in extremely nonlinear region, the coupling between the vehicle longitudinal and lateral motion becomes significant. For the purpose of solving the above problem, the effect of vehicle longitudinal velocity on the stability of the vehicle planar motion when tyres work in extremely nonlinear region is investigated. To this end, a 3DOF model which introducing the vehicular longitudinal dynamics is proposed and the 3D phase space portrait method is employed for visualization of vehicle dynamics. Through the comparisons of the 2DOF and 3DOF models, it is discovered that the vehicle longitudinal velocity greatly affects the vehicle planar motion, and the vehicle dynamics represented in phase space portrait are fundamentally different from that of the 2DOF model. The vehicle planar motion with different front wheel steering angles is further represented by the corresponding vehicle route, yaw rate and yaw angle. These research results enhance the understanding of the stability of the vehicle system particularly during nonlinear region,and provide the insight into analyzing the attractive region and designing the vehicle stability controller, which will be the topics of future works.     

平面串联型冗余度机器人的混沌运动研究

基于反馈线性化控制理论推导出对应于冗余度机器人零空间中的杆件自运动的零动态方程；以平面3R、4R刚性冗余度机器人为研究对象，通过几种分析混沌的数值方法，找到了该类平面串联型运动冗余机器人的自运动状态与其零空间中的矢量的关系的统计规律。该规律的发现为冗余度机器人的控制设计、避障规划等提供了重要依据。     

双杆摆机构中混沌现象的数值分析

采用数值分析方法对双杆摆机构的混沌运动现象进行了研究。通过时间历程图和相图法 ,Poincare截面法及最大 L yapunov指数分析法 ,分析出该动力系统由倍周期分岔进入混沌 ,并由此获得了产生混沌运动的一个参数条件 ,对该机构混沌的预测和控制具有指导意义。