多障碍环境下机械臂避障路径规划

为提高协作机器人在多障碍环境下的避障路径规划的成功率和效率,针对机械臂和障碍物提出碰撞检测方法,并提出低振荡人工势场—自适应快速扩展随机树(ARRT)混合算法进行路径规划,机械臂先采用低振荡人工势场法进行搜索,当遇到局部极小、碰撞等情况时切换成ARRT进行逃离,直至到达目标点.另外,为了在每个步长都取得最优的逆运动学关...     

多机器人轨迹规划研究综述及发展趋势

多机器人系统与单机器人相比,具有工作效率更高、灵活性更好等特点,受到广泛关注.轨迹规划决定了机器人末端执行器的作业效率和运动性能.多机器人系统在工作空间大范围重叠情况下,每个机器人的协同轨迹规划的计算量非常大.从基本轨迹规划、最优轨迹规划及深度学习等方面,详细分析和综述了多机器人轨迹规划的各类方法,并对该领域的技术发展...     

六自由度主动波浪补偿装置测控系统设计与仿真

针对海工装备上人员与物资安全转运的工程需求,该文对六自由度主动波浪补偿系统中的关键技术展开研究,设计了一个完整的主动波浪补偿系统,包括运动测量系统、控制系统和执行机构.运动测量系统采用MTi惯性传感器,结合自适应高通滤波器进行船舶运动检测,同时采用双目视觉系统检测补偿平台末端运动,并基于卷积神经网络实现两类传感器数据的...     

被动行走机器人变路况切换控制

针对路面坡度变化后,如何使被动行走机器人在有限时间内只需一步即可完成低能耗的行走模式转换问题,提出一种控制策略．首先基于胞映射思想,提出了估计机器人稳定行走初始状态的变胞胞映射法;然后利用Lyapunov稳定性理论和鲁棒控制思想,设计了变路况切换控制算法．该算法既能实现不同坡度路面上稳定行走模式的转换,又能提高转换过程的鲁棒性．仿真结果验证了所提出算法的有效性．     

基于级联长短期记忆神经网络的轴承复合故障预测

当前对轴承进行健康度评估和剩余寿命预测时通常采用共振解调、包络分析等方法,但仍存在健康度提取困难、故障预测种类单一、缺乏可靠模型等问题.针对这些不足,文章提出一种基于级联长短期记忆(LSTM)神经网络轴承复合故障预测的方法,其通过两级级联LSTM神经网络实现轴承的健康度评估和剩余寿命预测.文中采用西安交通大学的轴承数据...     

输入饱和约束下多智能体的有限时间一致

为解决多智能体系统在有限时间跟踪控制过程中受输入饱和影响的问题,本文研究了输入饱和约束下的二阶线性多智能体系统的有限时间一致和跟踪控制.首先在无向通信拓扑下,利用齐次函数,设计了基于单饱和函数的有限时间一致和跟踪控制器.然后,应用李雅普诺夫稳定性理论和代数图论等方法证明了控制算法的稳定性.最后,给出了能够使多智能体系统实现有限时间一致和跟踪的充分条件.仿真结果验证了当系统存在输入饱和约束时,控制器能使多智能体在有限时间内完成跟踪任务.     

双机器人协同旋转过程中的四元数插补路径规划

双机器人绕中心点协同旋转可实现工件在空间中的灵巧姿态变换,本文提出一种基于四元数路径圆弧插补方法,应用于路径控制点的坐标旋转与坐标位置插补。首先,将路径圆弧初始控制点表示为四维齐次变换矩阵,提取三维旋转矩阵与坐标向量两个部分。然后,把旋转矩阵转换为四元数进行坐标旋转插补,对控制点坐标向量进行位置插补,以求解该方法的齐次变换矩阵通解;最后,由逆运动学得出插补控制点的关节坐标系,导入机器人示教器,以对双机器人协同旋转进行实验验证。实验结果表明:该方法能计算出路径圆弧轨迹的插补控制点,插补路径平滑,符合关节角限制,圆度误差控制在1.1 mm以内。可实现双机器人协调搬运工件在空间中的多角度对中心旋转,具有普遍适用性。     

基于模糊自适应和优化阻抗的双机器人力/位主从协同控制方法

多机器人协同作业广泛用于多机协同搬运、冲压、焊接等领域,具有更高的精度、更灵活的工况执行能力。协同系统的插补算法与力/位控制性能共同决定了协同作业的轨迹平滑性和稳定性,也直接影响着系统的承载性能与作业质量。本文主要针对双机器人协同搬运过程中的力/位控制技术,展开了深入研究。首先,分析了双机器人协同搬运工况的夹持特征和受力状态,建立了协同搬运系统的理想数学模型。接着,依据主从机器人二阶阻尼系统的数学模型,采用双机器人主从协同控制模式,分别设计力/位控制策略。提出主机器人采用基于理想位置的优化模糊自整定位置控制,从机器人采用基于主机器人位置偏差的优化细菌觅食算法的阻尼控制,并进行了控制模块的设计工作。然后,在MATLAB中编译了细菌觅食算法主体及其代价函数,在Simulink中搭建控制系统。最后,对整个控制器模块进行了联合仿真。仿真结果如下：主机器人的最大位置误差缩小到1.53mm,从机器人的最大力误差缩小到0.038N。从机器人追踪主机器人的位置误差控制在0.18mm内,且从机器人可在0.2s内快速修正主从速度偏差。仿真结果表明：相比常规PD控制,本文所述控制方法可减少约40%的最大追踪误差,且有效消除了力追踪过程中的过零振荡现象,提高了系统的实时追踪动态性能。     

基于线结构光的电弧增材制造熔积层三维测量

针对电弧增材制造过程中熔积层形貌信息的实时检测问题,开发了基于线结构光的熔积层形貌三维测量系统。建立了测量系统的数学模型,利用MATLAB标定工具箱并采用锯齿靶标法,得到测量系统的内外参数;将自适应阈值法与灰度重心法相结合,优化激光线条纹中心提取算法;通过数控机床的运动实现对熔积层形貌的三维测量。试验结果表明,熔积层形貌三维测量系统高度方向测量误差小于量程的0.4%,配套的三维测量软件能实时将熔积层形貌信息反馈给路径规划软件,为堆铣复合成形提供有效的数据支持。     

基于V-REP的双机器人协同运动仿真与实验研究

针对目前国内外机器人建模和仿真能力较差,软件功能扩展性和开放性较差,无法满足机器人协同控制要求的现状,提出了一种基于V-REP的双机器人协同运动控制方法.首先在仿真软件中建立机器人模型并生成运动路径,通过逆向运动学计算获取协同搬运路径对应的关节参数,然后在V-REP软件中建立双机器人模型,并通过Lua脚本语言控制双机器人进行协同运动仿真.采用所提出的方法对双机器人协同搬运过程进行仿真和实验,结果表明该方法有效可行,为以后的其他机器人运动仿真提供了参考.