水下球形机器人BYSQ-2的原理与动力学分析

提出了一种新型水下球形机器人BYSQ-2的结构构型,其内部转向机构与螺旋桨推进器配合可完成基于惯性系的水下六自由度运动。由于外形的球对称性,BYSQ-2的运动方程较为简单,且流体动力学计算没有耦合项。由于配重在运动过程中绕水下球形机器人中心旋转,因此分别研究配重和其它部件的动力学特性,便于系统的建模分析和控制研究。     

基于速度修正项的机械臂避障路径规划

针对机械臂运行过程中存在的碰撞问题, 提出一种基于速度修正项的机械臂避障路径规划方法. 利用B 样条曲线进行机械臂关节空间规划, 使机械臂能够在特定时刻运行到指定构型. 在运行过程中, 利用碰撞检测算法实时计算机械臂与障碍物的最小距离, 在碰撞即将发生时引入积分为零的避障速度修正项改变机械臂运行轨迹, 使得机械臂能够在实现障碍回避的同时, 保证其在特定时刻通过指定构型的要求. 仿真实验表明了所提出方法的正确性和有效性.     

小型球形水底观测机器人设计分析与实现

面向水底信息获取和环境观测需求,基于球状壳体抵抗水压能力强,转动水阻力小,便于姿态控制特点,提出球形水底观测机器人构型,由螺旋桨推进、姿态调节和复合滚动装置组成欠驱动六自由度水下移动平台,球壳作为密闭舱保护内部电子器件,结合重摆以滚动形式实现水底滚动。通过对机器人流体力学仿真计算出水动力系数并建立水下动力学方程,进一步对机器人的螺旋桨推进、飞轮转向和球壳滚动进行分析,得出球壳优化尺寸以及飞轮匹配惯量和球壳滚动特性。基于球形机器人水下移动平台和地面监控软件的水底观测系统架构,研制出球形水底观测机器人原理样机,结合机器人的构型和运动特点制定出降落、滚动和调姿三段式水底运动观测策略,水池试验表明设计的球形水底观测机器人水中推进速度可达到1.4m/s,水底移动速度可达到0.5m/s,姿态调节速度可达到30°/s,能够实现水底图像采集,辅助岸上科研人员执行水底观测任务。     

无模型动态摩擦的自回归小波神经补偿控制

针对低速伺服系统的摩擦补偿问题,提出一种基于自回归小波神经网络的智能控制算法,无需预知系统的动力模型参数,仅通过闭环位置反馈,网络即能利用极少的神经元和迭代次数实现对非线性摩擦的高精度补偿.Lya-punov稳定性分析结果证明了跟踪误差和网络权值的有界收敛性.某型机器人关节的伺服实验结果表明,引入自回归小波神经补偿算法后的伺服定位精度得以大幅度提高.     

应用OpenGL建立机器人可视化仿真系统

通过对机器人系统的位置、速度和加速度的分析,在VC的开发环境下构建了一个基于OpenGL的机器人可视化仿真系统,在此基础上进行运动学和动力学仿真实验。     

基于自运动控制的冗余度机器人运动学优化

基于自运动变量与雅可比矩阵零空间矢量的关系,提出了冗余度机器人自运动变量选取的新方法。基于线性化思想,建立了冗余度机器人运动学性能指标统一的表达式,并推导了性能指标的自运动变量解析式。利用非线性反馈,建立了基于自运动变量的优化控制系统,从而提出了冗余度机器人优化控制的新算法。该算法减少了系统的状态变量,从而简化了优化控制系统,比起以往的优化算法,如梯度投影法等,具有运算量小、优化能力强等优点,特别是在多冗余度机器人控制系统中具有很高的应用价值。利用计算机仿真证实了所提优化方法的可行性。     

基于DSP的双路RDC角位置检测系统的设计

要实现对转动机器人的精确控制,必须进行高精度的角位置检测。本文设计了一个多极旋变-RDC轴角检测的解算系统,重点介绍了RDC19222构成的解算电路以及基于DSP的粗、精通道耦合解算算法。该系统外围器件少,解算精度高。     

基于分层着色Petri网的增强现实装配系统建模

为弥补场景图在增强现实装配应用中的不足,提出一种将层次着色Petri网与图灵机模型结合的方法,建立了增强现实装配环境系统模型。该模型借鉴图灵机的思想,以虚拟手的手势代号及位姿矩阵作为输入,输出具体操作事件更新场景图,记录系统的当前内部状态并根据用户输入给出下一步的操作响应。相对于单一的碰撞检测方法,该方法能更好地满足增强现实装配系统的动态实时响应等性能要求。开发建立了该模型的原型系统,并通过网络状态生成图分析验证了模型实时响应的能力。     

单螺杆挤出机生产率精确控制的研究

研究了单螺杆挤出机生产率的精确控制问题。首先建立了被控对象的数学模型，并分析了被控对象的特性。然后通过对控制过程进行仿真，得出了时间滞后是影响控制质量的最主要因素这一结论。要克服时间滞后的影响，单一的PID反馈控制不能解决问题，因此提出了前馈与反馈相结合用于生产率控制的控制方法，并证明了即使不太精确的前馈环节也能较好地发挥削弱生产率波动的作用。     

非完整控制系统的发展现状及展望

主要叙述了近lO年来非完整控制系统的发展情况,对其进行了分类总结,对各种方法进行了介绍,提出了非完整控制系统在今后的研究和定展方向.