群体机器人研究的现状和发展

随着机器人的应用方式由部件式单元应用向系统式应用方向发展,群体机器人系统的研究越来越多受到更多学者的重视。本文概述了群体机器人技术的发展历程,并对该领域内的主要研究内容作了简单的分析和介绍,提出了未来群体机器人系统的几个重要的研究方向。     

群体机器人研究的现状和发展

随着机器人的应用方式由部件式单元应用向系统式应用方向发展,群体机器人系统的研究越来越受到更多学者的重视。本文概述了群体机器人技术的发展历程,并对该领域内的主要研究内容作了简单的分析和介绍,提出了未来群体机器人系统的几个重要研究方向。     

基于松散偏好规则的群体机器人系统自组织协作围捕

针对群体机器人协作围捕,提出了一种基于松散偏好规则的自组织方法.首 先给出了个体机器人的自由运动模型和围捕行为的数学描述.通过对围捕行为的分解,构造松散偏好 规则来使个体机器人在自组织运动过程中相互协调最终形成理想的围捕队形.在此基础上,设计了个体自组织运动控制器.最后运用Lyapunov稳定性定理证明系统的稳定性.仿真和实验结果表 明,本文给出的自组织方法对于群体机器人协作围捕是行之有效的.     

群体机器人同步问题的分布式协同控制及优化

主要研究群体机器人系统协同适应性,通过局部信息交互下的分布式控制实现群体对复杂环境的适应.以同步现象为研究对象,结合虚拟力、最近邻居原则以及环境因素,提出了一种可以解释该现象的分布式控制器.并证明该控制器能够使所有的群体成员在误差允许的范围内收敛到一个共同速度,其优点是仅需要局部信息就能够实现稳定的群体行为.此外,在上述分布式控制器设计的基础上进行了参数优化,利用粒子群优化算法实现能量消耗最少的目标.通过仿真实验验证了控制器及算法的可行性和有效性.     

双臂协作机器人技术

双臂协作机器人是当今机器人学科研究的一个热点方向,是实现柔性生产、智慧制造的关键技术之一。本文介绍了工业、服务、军事及特种应用的双臂协作机器人研究现状,讨论了热点研究问题,对双臂协作机器人的未来研究方向进行了探讨。     

生物交哺行为启发的群体机器人搜集行为研究

为了提高群体机器人系统的整体性能,受生物系统中普遍存在的交哺现象的启发,在原来多机器人系统的基本行为的基础上,提出了一种引入交哺行为的多机器人协作机制。机器人依靠有限的感知能力和局部交互功能,以自组织方式执行目标搜集任务。机器人的内部状态变量反映其执行任务的情况以及对环境和其他机器人的评价。比较机器人的内部状态变量,可以判断是否需要交哺和交哺的方向性。主要目的是减少机器人之间的冲突,降低系统能量消耗的同时,提高机器人搜集目标的效率。最后通过计算机仿真实验以及与其他多机器人协作方法比较,分析该方法对提高系统性能的有效性。     

模块化群体机器人构型分析与自组装控制

所谓自组装控制,实际上是一种自发形成有序结构的一种技术,在生物学的研究中表明,社会性昆虫的群体行为多是借助自组装实现的。而将这种自组装技术应用到机器人领域,是指一群具有相同或者是相似功能的个体机器人,也可以是一些机器模块之间,通过这种自组织的形式,实现了多个群体之间的有机组合,构建出功能更加繁杂的集合机器人。     

多个关节机器人分布式协作运动规划

由多个关节自治机器人构成的协作系统具有高度非线性和严重耦合性,为此提出了分布式协作运动规划方法(DCMP).应用大系统理论的分解协调方法,通过预估协调变量,解耦协作运动规划问题,使其分解为各个机器人个体的独立子规划,得到能够分布式迭代计算的子系统优化模型.利用协同进化算法在全局优化和约束条件处理方面的优势,DCMP解决高维组合C空间的空间—时间优化搜索问题、静态和动态约束问题,尤其是其它方法难以克服的速度约束问题.仿真实验结果证明了本文方法的有效性.     

基于多智能体的多机器人控制研究

多机器人控制是目前机器人研究的关键问题,本文以足球机器人为研究平台,首先讨论多智能体系统的组织结构和智能体的体系结构;然后,基于多智能体理论,组建多机器人系统,提出一种适用性广泛的多机器人协作控制方案,主智能体和辅助智能体相互协作,降低多机器人系统控制的复杂度.提高了控制效率.实验结果证明该协作控制方案的优越性.     

格斗机器人竞赛中的多机器人协作技术研究

本文旨在通过多机器人系统的敌我识别、任务分配等关键技术的研究,实现多机器人竞赛项目中的有效协作功能,以提高机器人竞赛能力,论文采用理论推导、软件仿真、硬件设计与改造等相结合的方式来开展研究,以解决机器人何时协作、如何协作等棘手问题.     

步行机器人的递阶分布式计算机控制系统研究

本文描述了一种四足步行机器人的递阶、分布式实时计算机控制系统,介绍了该系统的结构及实现方案,讨论了关节位置的开关控制问题及步行机器人的总体控制问题.最后论述了步行实验结果.     

机械手的高精度轨迹跟踪控制研究

本文针对机械手的高精度轨迹跟踪控制问题进行了研究.首先通过一个典型的 SISO 系统用频域分析说明了当采用变结构控制时,只要系统高频未建模部分的相位滞后超过—π/2,就必须引入边界层的结论.然后在此基础上给出了确定一般机械手的对轨迹跟踪精度起决定性作用的回路最高反馈增益的条件.本文同时给出了一种简单实用的动力学参数离线估计方法.最后通过实验给出了高精度控制的结果.     

THBIP-I拟人机器人研究进展

清华大学THBIP-I拟人机器人研究项目，由精密仪器系、机械工程系和自动化系组 成研究小组进行系统研究，其研究目的是发展先进机器人理论和技术，开发自主式拟人机器 人样机．THBIP-I机器人是具有头、手臂、躯干、腿和脚的拟人机器人，共32个自由度，并 具有视觉及语音识别等智能功能．结构设计方面，由直流无刷电机、滚珠丝杠、曲柄连杆机 构、谐波减速器组成，各驱动关节轴独立运动．控制系统分三层：组织层、协调层、执行层 ，分别完成任务规划、关节协调运动控制、关节伺服控制等任务．传感系统由关节位置检测 、地面反力检测、姿态检测、视觉系统、语音识别系统组成．电源系统采用机载电池系统供 电．本文将介绍THBIP-I机器人研究进展．     

移动机器人的动态路径规划及控制

本文阐述了两类机器人的导航方法:第一类方法是,先生成整个路径,然后进行路径跟踪控制;第二类方法是所谓的势场方法,即利用人工势场直接进行运动控制.在此基础上,我们提出了用于移动机器人系统导航的动态路径规划-控制方法.系统根据环境信息对路径进行动态的生成与控制,从而与实际环境实现了闭环,增加了对系统的稳定性和对环境的适应能力.     

DGR—5A机器人的动力学及控制

摘要 DGR-5A 机器人是我们自行设计的五自由度全关节型电动机器人.本文讨论了该机器人的动力学及控制问题.为此对机器人的各杆臂建立坐标系并详尽地计算了各杆臂的惯性参数.在推导了该机器人前三个自由度的动力学方程和分析了动力学特性之后,我们提出了一种实时计算量少,易于工程实现的控制方案.最后对该方案进行了仿真研究,仿真的结果是颇为令人满意的.     

液压机器人自适应控制系统的研究

本文针对液压机器人在随机干扰和随机特征参数作用下的自适应控制系统设计研究的基础上,加入饱和非线性控制,从而改善了被控对象的控制输入,为机器人在线实时自适应控制提供了理论依据.通过仿真研究说明,文中采用的自适应控制方案具有很强的自适应能力.     

基于Web的远程机器人控制系统的研究

本文采用网络三层模型结构,提出了一种基于WWW的远程监控机器人系统的方案,并 在实际系统中进行了应用,为基于Internet/Intranet系统进行远程监控进行了有益的探索 ．     

室外智能移动机器人的发展及其关键技术研究

室外智能移动机器人有着广泛的应用前景,是机器人研究中的热点之一．本文分析 了在室外移动机器人发展中有着代表意义的几个典型系统,进而论述了室外移动机器人研究 中的若干关键技术的研究现状及发展水平．这些关键技术包括移动机器人的控制体系结构、 机器人视觉信息的实时处理技术、车体的定位系统、多传感器信息的集成与融合技术以及路 径规划技术与车体控制技术等．     

仿人型机器人动态步行控制方法

本文介绍了仿人型机器人动态步行的一些基本问题和相关概念．从信息和控制的 角度对近年来仿人型机器人动态步行研究中出现的步态规划和姿态控制方法进行了分析,并 指出了它们的特点．提出了先进仿人型机器人实现过程中值得进一步研究的问题．     

水下机器人通用实时控制软件研究与实现

随着水下机器人技术的市场化，水下机器人通用实时控制软件成为研究热点．本文在总结水下机器人功能的基础上提出了水下机器人通用实时控制软件的三层体系结构．并介绍了按照这一体系结构开发出的一套水下机器人通用实时控制软件．