腹腔镜机器人控制系统的设计及实现

根据机器人辅助微创手术任务的特点设计了腹腔镜机器人控制系统．研究了基于运动控制卡的 开放式机器人控制器结构,设计了机器人伺服系统及相应控制器硬件接口,采用面向对象的技术和模块化思 想开发了系统控制软件,应用灵活度和可操作度概念建立了腹腔镜机器人的手术规划和控制平台．通过调试 伺服参数提高了系统控制性能．实验表明,该腹腔镜机器人控制系统具有稳定性、高可靠性和多任务适应性, 满足微创手术需求．     

排爆机器人运动关节的伺服系统

机器人运动关节的伺服系统是机器人控制系统的基础,伺服系统的好坏决定了机器人整体性能的优劣。基于5自由度排爆机器人,使用Simulink设计出运动关节的伺服系统框图,并通过xPC目标系统生成可运行于PC104的实时控制系统。该系统采用先进PID控制器,具有专家特性。运行结果表明,该方案取得了良好的效果,机器人关节运动平稳且无静态误差,系统具有很好的鲁棒性和实时性。该伺服系统不但可用于机器人运动关节的伺服控制,还可以应用于数控机床等位置控制系统。     

电液位置伺服系统内模鲁棒控制器的设计

针对电液位置伺服系统存在一定的参数不确定性和较大的负载扰动等问题,建立了电液位置伺服线性系统的数学模型,并将其转化为H∞性能准则问题.利用H∞鲁棒控制理论,设计了电液位置伺服控制系统的鲁棒状态反馈控制器;基于内模原理的设计方法,设计了跟踪控制器.仿真结果表明,该位置鲁棒跟踪控制系统不仅对于伺服系统的参数不确定性有较好的控制效果,而且可以有效地抑制位置伺服系统负载扰动的影响,并有效地提高系统的跟踪特性,使系统具有良好的动态性能.     

基于大数据聚类的移动机器人运动跟踪控制系统设计

目前研究的移动机器人运动跟踪控制系统控制过程易受到外界扰动影响,导致控制稳定性较差,运动跟踪准确性较差,为此,基于大数据聚类算法设计了一种新的移动机器人运动跟踪控制系统。硬件部分主控制器负责远程无线通讯,图像采集的数据传输和舵机驱动连接,驱动控制器为机器人行走提供动能保证;远程控制模块负责数据,图像和指令的传输;舵机控制模块机器人的行走、转向;软件部分首先通过大数据聚类的方法分析机器人移动步态,根据运动超声波传感器原理判定障碍物位置,考虑移动机器人运行状态与足端轨迹,构建机器人行走控制模型。通过髋关节调节机器人姿态,消除外部扰动对机器人姿态和运动速度的影响,得到抗扰动控制模型。实验结果表明,所设计系统在对机器人运动控制的稳定性及对抗外界扰动方法具有较好的性能,能够实现对移动机器人运动的准确跟踪。     

机器人的自适应控制系统

为解决关节式液压伺服机器人的动态控制问题,使机器人获得希望的响应性能和跟踪要求,本文据液压伺服系统自适应控制新原理,设计了机器人关节自适应控制系统。实验证明,在机器人上使用该系统是有效的。     

机器人实时视觉伺服系统控制方案的研究

本文针对机器人实时视觉伺服系统,考虑了机器人关节伺服反馈与视觉伺服反馈之间的相互联系,提出了实时控制方案,设计了合理的关节饲服控制器与视觉伺服控制器,以达到改善系统性能的目的。试验结果表明,当采用上述两个控制器时,系统的动静态性能得到了明显的改善。     

基于无模型自适应控制的视觉伺服

传统的机器人视觉伺服控制技术需要已知机器人精确的动力学和运动学模型以及机器人的手-眼参数。然而,由于机器人建模、手-眼标定等过程存在一定误差,因此很难精确获得视觉伺服控制模型,从而影响机器人视觉伺服系统的精度和收敛速度。针对这一难题,本文提出一种基于无模型自适应控制方法（MFAC）的机器人视觉伺服技术。利用视觉伺服系统的输入与输出数据,实现自适应视觉伺服控制,即通过MFAC在线估计机器人伺服控制器中的雅各比矩阵,并结合滑模控制器,实现机器人对目标的快速精确跟踪。实验结果表明,本文提出的方法在系统参数变化引起的未知扰动情况下仍能保证伺服控制器平稳收敛,并且能够减小视觉跟踪误差。     

智能观测器在伺服系统控制中的应用

研究优化伺服控制系统策略,永磁同步电动机( PMSM)的伺服系统优化,可改善电动机系统的稳定性和响应特性.通过提高伺服系统定位精度和抗干扰能力,有效保证机器运行效率.针对传统有速度传感器矢量控制增加了系统复杂度和成本的问题,为优化伺服系统控制结构,提出了一种采用神经网络观测器的伺服系统无速度传感器矢量控制策略.系统中不需要安装传感器来检测PMSM转子位置/速度信号,而是利用神经网络观测器从电机反电动势信号中估算转子位置/速度,从而优化了系统整体结构,减小了系统复杂度.通过对PMSM的伺服系统无速度传感器矢量控制系统的建模与仿真测试,结果表明,所设计的神经网络观测器能够准确估算转子位置/速度,控制系统能够精确跟踪给定转速指令,改进了伺服系统优化控制问题,为实际应用提供了参考.     

覆冰机器人控制系统研究

针对覆冰机器人除冰时的电机特性,设计一种基于DSP的全数字化控制器,给出了硬件电路和部分软件设计方案.该控制器采用DSP对机器人行走电机进行伺服控制,经过分析,该控制系统不仅成本低、结构简单、方便扩展,而且系统响应速度快、稳定性好.减少了电机体积,符合机器人在输电线路上的工作要求.     

机器人视觉伺服中CMAC学习控制系统研究

根据小脑模型关联控制器（CMAC）收敛速度快,适于实时控制系统的特点,设计了一种基于CMAC学习控制方法的机器人视觉伺服系统。在该系统中,CMAC被用作前馈视觉控制器对常规反馈控制器进行补偿。所提出的CMAC控制器替代图像雅可比矩阵来获得目标图像特征和机器人关节运动之间2D/3D变换关系,通过其在线学习,可以使系统对摄像机标定误差不敏感,从而提高系统的鲁棒性。实验证明了所设计控制系统的有效性。     

基于单片机控制的快速位置伺服系统的设计

采用单片机与光电编码器、直流伺服电机、直流伺服电机驱动器(PWM)组成混合闭环控制系统,运用快速PID算法,使某火炮的旋转角度控制达到快速位置伺服系统的要求.论述了控制系统各器件的选择和单片机控制系统的软硬件设计,以及最后的调试和结果.     

力矩电机脉宽调制控制系统设计

针对伺服系统中力矩电机控制的问题,设计了基于脉宽调制方法的力矩电机控制电路,分析了脉宽调制电路的基本原理,并详细给出了脉宽调制电路的各个组成部分,重点介绍了双门限迟滞比较电路的原理和设计要点,按脉宽调制方法设计的力矩电机控制器经试验具有响应速度快,接口性能好的特点,完全能够满足设计要求。     

直流电机位置伺服系统驱动器设计

直流电机位置伺服系统是天然气发动机电子调速系统的关键组成部分。本文利用Freescale公司的MC9S12型单片机,结合电机位置反馈和电枢电流检测,研制出了数字式PWM型伺服驱动器。该驱动器充分利用单片机的内嵌资源,实现了位置、速度和电流三闭环控制策略。     

基于P87LPC768单片机的直流伺服电机转速控制

本文介绍的基于单片机的直流伺服电机调速系统,以低价位的P87LPC768单片机为核心,利用自带的PWM信号发生器以及丰富的中断资源,实现了对直流伺服电机转速的实时检测和闭环控制。     

高精度直流伺服控制系统研究

为提高伺服系统中无刷直流电机的控制效果,通过运用TMS320LF2407芯片建立了直流伺服全数字三闭环控制系统,很好的解决了伺服系统中PWM信号的生成、电动机速度反馈和电流反馈问题,并对其中的转子位置信号检测电路、相电流检测电路、驱动电路以及保护电路等内容进行了详细的讨论,并给出了相应的硬件电路设计方案。     

高精度直流伺服控制系统研究

为提高伺服系统中无刷直流电机的控制效果,通过运用TMS320LF2407芯片建立了直流伺服全数字三闭环控制系统,很好的解决了伺服系统中PWM信号的生成、电动机速度反馈和电流反馈问题,并对其中的转子位置信号检测电路、相电流检测电路、驱动电路以及保护电路等内容进行了详细的讨论,并给出了相应的硬件电路设计方案。     

基于滑模观测器的直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制

在许多高速、高精的直线伺服系统中,要求能实现对速度的快速精确跟踪,但其模型的非线性和变量间的耦合给控制带来难度.对高速、高精速度跟踪控制中,电流和速度的变化过程在时间尺度上相对接近,不能简单地采用磁场定向矢量控制方法实现静态解耦,否则电流和速度间的非线性耦合将破坏速度跟踪品质.采用状态反馈线性化方法来实现永磁直线同步电动机(PMLSM)模型的精确线性化和动态解耦.利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.通过扩展滑模观测器来实现对所需要的动子速度、加速度和负载扰动的鲁棒观测.并利用李雅普诺夫理论对由反馈线性化和滑模观测器构成的非线性闭环系统的稳定性进行了证明.仿真结果表明该方案使PMLSM伺服系统具有良好的鲁棒速度跟踪性能.     

两足步行机器人动态步行姿态稳定性及姿态控制

本文提出了一种新型两足步行机器人动态步行实时控制方法，引入了姿态稳定性和步态稳定性的概念，把两足动态步行控制分为姿态稳定性控制和步态稳定性控制两个相互联系的子系统，并从姿态稳定性分析出发，重点研究了各关节轨迹跟踪控制和系统整体动态平衡等问题，提出了姿态控制器的结构及设计方法．     

关于矢量控制电流环复合控制的应用设计

作为以永磁同步电机为执行电机的交流伺服系统来说,其电流控制环是一个内环,它的性能指标好坏,特别是动态特性,将全面影响速度环和位置环,从而影响整个伺服系统,本文以抑制同步电动机的反电动势为目标,采用电压前馈控制电流环,以克服反电动势的影响,同时配合PWM逆变器过调制控制,使电流控制环的动态性能得到改善,为交流伺服系统中速度控制和位置环控制,打下了良好的基础,并以相关的仿真和实验加以验证.     

基于AT89C51的跷跷板自平衡控制系统的研制

针对一个自行制作的跷跷板控制系统,研究其自平衡控制的方法。控制系统采用的CPU是AT89C51,通过光电传感器来检测跷跷板系统的平衡状况,采用改进后的PID算法进行控制,利用单片机输出PWM信号控制s3010舵机的转动,舵机带动重锤转动调节跷跷板系统的重心,能够使跷跷板系统在任意设定位置达到动态平衡。