机械臂非奇异快速终端滑模模糊控制

针对存在建模误差和外部干扰等大量不确定信息的机械臂轨迹追踪控制问题,提出带有自适应模糊系统的终端滑模控制方法. 该方法采用非奇异快速终端滑模面,使状态变量在滑动阶段具有全局快速收敛性;选取带有变系数的改进型双幂次趋近律,提高状态变量在趋近运动阶段的收敛速度,削弱控制器输出抖振;利用自适应多输入多输出（MIMO）模糊系统对系统模型以及外部干扰进行逼近,摆脱对具体模型信息的依赖,提高轨迹追踪精度和抗干扰能力. 通过构建Lyapunov函数证明系统的闭环稳定性和有限时间收敛性. 以Denso VP6242G串联机械臂为被控对象进行对比仿真和实验,结果表明所设计的控制器能有效提高轨迹追踪精度和抗扰动能力,并缓解控制器输出中的抖振现象.     

基于强化学习神经网络的车速跟踪控制

提出一种用于汽车排放试验中驾驶机器人对车速跟踪控制的新方法.该控制方法基于神经网络并结合强化学习的自适应能力,通过神经网络的在线学习对车速进行跟踪控制.利用试验汽车所获得的数据,首先开发出用于车速控制的神经网络模型.然后基于强化学习神经网络结构设计神经网络控制器以取得车速跟踪的自适应控制.在仿真研究中,使用神经网络车速控制模型替代实际汽车来训练初始控制器,并用开发与训练好的自学习神经网络控制器用于汽车车速跟踪控制.结果表明,所开发的神经网络控制器具有良好的车速跟踪性能,控制效果明显.     

基于URWPGSim2D 仿真新平台的花样游泳策略

针对2016国际水中机器人大赛花样游泳项目的URWPGSim2D仿真新平台,提出仿真机器鱼的位姿变化、路径规划、规定动作和自由动作的实现策略.为完成在规定时间内实现规定动作和自由动作的大赛要求,采用分时准备的思想,提出动态判断调整函数和跟随距离函数算法,设计多个主题鲜明、具有创意的动作,并通过多次实验验证.实验结果表明:该策略能解决多条仿真机器鱼协作配合困难的问题,具有较高的观赏性.     

Impossible Objects

Jonathan Proto and Brandon Kruysman of Kruysman-Proto, both design technologists at San Francisco-based Bot & Dolly, a design and engineering studio that specialises in automation, robotics and filmmaking, describe their radical approach to architectural representation. They explain how by combining cinematic techniques and advanced robotic manufacturing they have been able to explore a new model for making that shifts the role of robotics in fabrication away from a process largely focused on geometric rationalisation into the sphere of visualisation and ideas creation.     

喷涂机器人的喷枪轨迹优化设计与实验

针对工件上涂层厚度均匀性与喷涂时间相互制约的问题,提出一种曲面上喷涂机器人喷枪轨迹优化设计方法。首先根据复杂曲面的几何特性,对曲面进行分片处理,求解每个曲面片上的喷涂速度和涂层重叠区域宽度的最优值;再利用无方向的连接图表示曲面上的喷枪轨迹优化组合问题,采用改进的粒子群算法进行求解。仿真和喷涂实验结果验证了算法的可行性和有效性。     

集约化水产养殖监控系统设计和实现

采用嵌入式技术和LABVIEW开发了一套具有远程控制功能的集约化水产养殖监控系统。系统总体上分为3级：远程控制中心主机、现场监控基站、基于采样池的定点水质参数采集装置和机器鱼不定点水质采集装置。系统可采集的水质参数主要包括溶氧、pH、氨氮、温度和电导率等水质环境参数。主要的水产养殖执行机构有增氧机、投饵机、加热机等。该系统可以完成水质参数的实时采集和水产养殖执行机构的自动控制。     

3D augmented reality teleoperated robot system based on dual vision

A 3D augmented reality navigation system using stereoscopic images is developed for teleoperated robot systems.The accurate matching between the simulated model and the video image of the actual robot can be realized,which helps the operator to accomplish the remote control task correctly and reliably.The system introduces the disparity map translation transformation method to take parallax images for stereoscopic displays,providing the operator an immersive 3D experience.Meanwhile,a fast and accurate registration method of dynamic stereo video is proposed,and effective integration of a virtual robot and the real stereo scene can be achieved.Preliminary experiments show that operation error of the system is maintained at less than 2.2 mm and the average error is 0.854 7,0.909 3 and 0.697 2 mm at x,y,z direction respectively.Lots of experiments such as pressing the button,pulling the drawer and so on are also conducted to evaluate the performance of the system.The feasibility studies show that the depth information of structure can be rapidly and recognized in remote environment site.The augmented reality of the image overlay system could increase the operating accuracy and reduce the procedure time as a result of intuitive 3D viewing.     

机器人打磨系统控制技术研究

通过机器人完成产品的磨抛是新的趋势与热点,但普遍存在轨迹修正与力控制等方面的技术难点。为此构建了一套机器人打磨控制系统,提出了机器人力/位控制方法,利用三维力/力矩传感器实时进行打磨力信息的采集、补偿与反馈,通过解析力/位函数,实现法向偏置补偿。通过搭建试验平台并进行实验验证,表明控制方法可行,作业效果良好。     

机器人力控末端执行器综述

随着制造业的智能化发展,机器人抛光、打磨、去毛刺和装配等连续接触式作业的需求日益增加。力控末端执行器作为机器人力-位混合控制与连续接触式作业的关键部件,其性能对于提升机器人作业质量和拓展应用范围具有重要影响。因此,对现有机器人力控末端执行器进行研究,分析其性能特点与关键技术,指明其发展方向,对于高性能力控末端执行器的研制具有重要意义。首先,介绍了力控末端执行器的发展背景,阐述了其组成与分类、工作模式和工作原理;其次,简述了力控末端执行器研发中涉及并联机构构型综合理论与优化技术、恒力补偿作动部件设计技术、质量力补偿技术、柔性碰撞技术、解耦控制技术和力波动抑制技术等;然后,分别对机械式、气动式和电驱式等单自由度与多自由度力控末端执行器的国内外研究现状进行了概述,并分析了各自的优缺点;最后,指出力控末端执行器将向高精度、高频响、电驱化、多自由度柔顺、重载化、高集成化和智能化等方向发展。分析表明,当前普遍应用的力控末端执行器多为机械式或气动式,但存在迟滞大、响应速度较慢和力控制精度不高等缺点,且仅能实现单自由度恒力控制,因此,开展高精度高频响的智能电驱式多自由度力控末端执行器的研制,对于提高机器人连续接触式作业系统的力控制精度、曲面适应性、加工装配质量和效率具有重要意义,可有效提升工厂机器人智能化作业水平。