仿人机器人行走间隙碰撞系统混沌动力学分析

为研究仿人机器人行走过程中由间隙碰撞引起的行走不稳定问题,建立了一类含间隙碰撞的三自由度动力学模型,与现有模型相比能够更好地模拟行走过程中脚与地面之间的间隙碰撞过程。结合该动力学模型推导出数学模型,进而运用模态叠加法计算了该碰撞系统在周期激励下的动力学响应。把庞加莱截面作为间隙碰撞界面,对该碰撞系统进行混沌动力学分析,发现其具有混沌运动特征。研究结果为仿人机器人行走间隙碰撞系统的研究和控制提供了理论依据。     

仿人机器人国内外研究动态

重点介绍了日本仿人机器人的最新研究成果和研究方向,以及国内仿人机器人的研究现状。日本的大学和科研机构主要的研究成果有实用性仿人机器人ASIMO和娱乐机器人QRIO,其研究方向是如何避障和灵活运动,及如何与人协作和表达情绪。国内一些知名大学在实用性仿人机器人的研究上取得了进展,但其在关键技术的研究上与日本尚存在差距。     

仿人机器人的步行控制方法综述及展望

步行控制是仿人机器人最重要的技术之一,是仿人机器人实现最基本的类人动作的关键.从步态规划和步态控制两方面综述了仿人机器人步行控制的研究现状,对已有的典型步态规划和步态控制方法进行了分析与比较,并展望了仿人机器人步行控制的研究方向.     

行走助力机器人研究综述

介绍了国内外行走助力机器人的研究现状,对助力机器人的结构、控制系统、传感器系统等涉及的关键技术进行了分析,指出了现有机构存在的问题,并探讨了行走助力机器人未来的发展趋势.     

轮式机器人遗传模糊神经网络转向控制实验研究

为了对模型复杂的轮式地面机器人进行转向控制,应用基于遗传算法的模糊神经网络控制方法。首先建立车辆的神经网络模型,然后构造模糊神经网络控制器,再用遗传算法寻找模糊神经网络控制器的参数,最后提高控制器对速度变化的适应能力。在其中提出了性能指标要对响应曲线稳态段进行加权以减小稳态误差的思想,并对性能指标公式进行了改进。实验表明,该方法对机器人的转向控制效果良好。     

基于NMPC的仿人攀爬机器人运动优化

针对仿人机器人攀爬的实时运动生成问题,提出一种基于非线性模型预测控制(nonlinear model predictive control,NMPC)方法,能够综合优化路径和肢体运动.该方法将攀爬任务视为一个机械约束的NMPC问题,并使用了基于墙体图的状态相关权重和势函数.在每个采样时间点根据墙体信息和机器人的状态进行...     

腿轮式机器人的模糊PID自适应控制

针对腿轮式机器人的动力学模型比较复杂，难以精确的建立数学模型，提出了一种基于模糊规则的新型自调整PID控制器用于机器人腿部末端的位置跟踪控制。该控制器利用人的经验和知识实时调整PID参数，从而改善控制系统的性能，提高控制器的适应能力。仿真实验表明该方法具有良好的轨迹跟踪精度和抗干扰能力。     

面向爬楼梯场景的仿人步态机器人机构设计与行走功能试验研究

现有仿人步态机器人装置大多存在重心变化幅度大、升降平稳性差、运动控制难、布置灵活性不足等问题。为此,设计一种新型的仿人爬楼梯步态运动方式机器人。将平移机构和升降机构相结合,实现阶梯状运动轨迹。研究其核心构件、关键的功能原理和主要的力学特征;通过进行ADAMS运动学仿真和搭建实物样机试验,验证这种双剪叉结构与丝杆传动形式相结合的升降机构设计的可行性。结果表明：该机构能适应台阶立面高度160～180 mm、平面长度290 mm以上的楼梯场景,并具有良好的负载爬梯功能。     

运动控制学机理在仿人机器人设计中的应用研究

1959年诞生了世界上第一台工业机器人,自此机器人逐渐走进人类生活,触发了第三次工业革命,在世界经济发展、人类社会进步中发挥着越来越重要的作用.集电子、机械及人工智能、运动控制等多学科于一体的类型不同、作用不同的机器人产品被应用于生产、生活的各个领域,成为人类生产、生活的重要工具.     

仿人机器人腰部机构的动力学建模、控制与仿真

本文介绍的仿人机器人具有差动腰部机构,它除了受自身的动力学影响以外,还受到手臂和车体运动以及外力、外力矩等对腰部机构关节力矩的影响.笔者利用高效牛顿-欧拉算法完成了仿人机器人的整体建模;在不考虑各关节间耦合运动的情况下,对整体动力学模型进行适当简化,得到了腰部机构的动力学模型.简化后的动力学模型既反映了机器人车体、腰部及双臂的动力学关系,又大大地减小了计算量,易于实现基于动力学的控制算法.基于动力学模型,给出了腰部机构PD伺服轨迹跟踪控制算法,并结合计算力矩方法用于补偿腰部机构两关节受到的力矩扰动.仿真分析表明,该控制方法可以明显提高腰部机构的位置跟踪精度,并提高仿人机器人的整体作业精度.     

单自由度主动磁悬浮轴承的协同控制

经典PID或者结合其他算法的参数自整定PID是主动磁悬浮轴承最常用的控制方法,其方法简单且有一定的控制效果,但当外界出现干扰或者负载变化大时表现一般.针对此情况提出一种新的磁悬浮轴承控制方法——协同控制,适用于非线性、强耦合的系统,而且算法简单,易实现数字控制,设计出的控制器具有抗扰动鲁棒性强和稳态性好等优点,因此基于...     

机床冷却系统六自由度机械臂控制机构设计

六自由度机械臂控制机构包括吸附底座、主体架、机械臂和摆动头。其主体架与吸附底座相连,机械臂一端可转动地设于主体架下端,另一端与摆动头相连;摆动头包括电机支架、摆动伺服舵机、喷头和摆动机构,喷头通过摆动机构与摆动伺服舵机的输出轴相连。该机构能围绕主轴实现360°旋转,避免喷射死角、盲区;同时利用具有多自由度的机械臂,能准确定位喷头位置,提高灵活性和通用性。     

三轴六自由度液压振动台系统建模研究

通过对三轴六自由度振动台系统的机械部分运动学和动力学分析、液压激振系统动态特性分析以及电液伺服控制原理分析,建立了三轴六自由度液压振动台系统的整体模型。仿真结果表明,所得的数学模型能够真实反映该系统的动态特性,其模型频率特性与实际系统相近。     

碟轮修整单层钎焊金刚石砂轮的试验研究

单层钎焊金刚石砂轮在制作完成之初由于砂轮基体加工存在误差以及磨粒粒径大小不一等原因造成磨粒等高性不一致,这使其难以在硬脆材料的精密磨削中得到广泛的应用。采用自制的钎焊碟轮对80/100#单层钎焊金刚石砂轮进行了修整试验研究。在修整试验前后跟踪了砂轮磨粒等高性的变化,进行了SiC陶瓷的磨削试验,并观测了工件表面质量的变化情况。试验结果表明:采用此方法能够实现单层钎焊金刚石砂轮的高效精密修整。修整试验结束后砂轮磨粒等高性较好,磨削SiC陶瓷的表面质量得到明显改善,表面粗糙度Ra值达到了0.1μm以下。     

PAN光度法测定镁合金中锌量不确定度

分析了影响PAN分光光度法测定镁合金中锌含量的主要因素,对其所引起的不确定度分量进行评估。当镁合金中w(Zn)=0.01%~0.1%的置信水平为95%时,测量结果的扩展不确定度为0.001%,有效自由度为50。     

基于改进迭代学习的并联6-DOF运动平台控制策略研究

为了改善并联6-DOF运动平台的轨迹跟踪效果提出了一种新颖的控制算法。该控制方法结合了非奇异Terminal滑模控制(NTMSMC)和迭代学习控制(ILC),非奇异Terminal滑模控制器可以在有限的时间到达和消除控制器奇异,将其作为第一控制器来处理模型参数不确定性、未知的非线性和外部干扰;在到达滑模面之后,用PD型迭代学习控制器作为第二控制器来消除周期性轨迹跟踪误差。Simulink仿真结果表明,这种组合控制器与其它控制器(如PID控制、滑模控制、迭代学习控制)相比有更高的轨迹跟踪精度和较强的鲁棒性。     

CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究

磨削高温是限制磨削技术发展的主要瓶颈之一,因而研究磨削过程中产生高温的机理及磨削温度的变化规律十分重要。采用260 mm的单层钎焊有序排布CBN砂轮,对镍基高温合金GH4169进行不同速度下的磨削实验。实验过程中,保持砂轮线速度和工件进给速度的比值不变,从而保持单颗磨粒最大未变形切屑厚度不变,发现比磨削能得到有效控制,磨削温度的上升主要由材料去除率的提高所导致;随着砂轮线速度的增加,磨削弧区热量分配关系发生显著变化,传入工件的能量增加;磨粒排布方式对传入工件的热量有影响,同一磨削工艺参数下,磨粒斜排布的砂轮磨削温度要低于磨粒直排布的砂轮,最佳磨粒排布方案还有待进一步的研究。     

少自由度并联机床的构型设计

文章论述了并联机床各分支链的运动约束对运动平台自由度的影响,提出了主动链和约束链的概念.在此基础上讨论了如何根据并联机床的自由度要求,确定约束链机构和各主动链运动副型式的问题.并结合几种实际并联机床构型,验证了该设计模型的正确性.     

基于模糊控制的钛板冲压成形难度可靠性预测研究

提出了航空用钛板材总体成形难度评价理论,并基于模糊控制思想给出预测评估方程,建立了预测评估精度等级体系,并应用不同的各向异性屈服准则,对TC1、TC2类钛板材拉深成形屈服和破裂难度建立了总体预测评估方程,结合TC2类钛板材应变目标样本,给出了具体实例的预测结果,对加速我国飞机国产化的进程具有重要现实意义。     

汽车翼子板成形典型案例分析

汽车外形更新换代快.为了满足车身翼子板外表面流线化、艺术化和个性化,汽车翼子板造型变化多样,汽车翼子板容易出现制件叠料、开裂、少料和局部强度差等工艺问题,对这些问题的产生原因进行了分析并提出了解决措施,提高了模具设计和制造的效率.