拱泥机器人位置的模糊控制与仿真

为了减小拱泥机器人运动轨迹误差,对位置控制系统建立了数学模型,进行了参数自调整模糊控制器设计,利用MATLAB/Simulink对控制系统进行建模及仿真.仿真结果表明机器人具有良好的姿态调节能力.     

步态训练机器人模拟弹性地面承载特性研究

步态训练机器人是一种可以帮助人模拟不同路况行走的机器人.针对机器人模拟不同弹性地面承栽特性的要求,在机器人末端的竖直运动方向上引入了柔顺控制,水平运动和姿态运动方向上引入位置控制,并建立了控制系统模型.在MATIAB环境下搭建系统模型并设计了控制器.仿真结果表明,控制系统在保证水平方向位置精度和姿态角转动精度的基础上,实现了机器人末端在竖直运动方向上对不同弹性地面承载特性的模拟.     

蛇形机器人跟踪误差预测的自适应轨迹跟踪控制器

为了满足蛇形机器人轨迹跟踪运动的精度需要,消除外界干扰对机器人跟踪误差的影响,提出了一种蛇形机器人跟踪 误差预测的自适应轨迹跟踪控制器。 所提出的控制器实现了机器人干扰变量、摩擦系数和控制参数的预测,并用预测值和虚拟 控制函数来补偿系统的控制输入,抵消了蛇形机器人在轨迹跟踪过程中的侧滑角,避免了干扰变量对机器人带来的负面影响, 提高了轨迹跟踪的误差稳定性与控制精度。 在建立蛇形机器人模型后,利用积分形式的侧滑角补偿项改进了视线法,并设计了 蛇形机器人的自适应轨迹跟踪控制器。 使机器人的位置误差在 10 s 内实现收敛,角度误差小于 0. 03 rad,预测值误差在 5 s 内 收敛。 通过仿真实验,验证了所提出的控制器的有效性和优越性。     

遥操作机器人系统的位置差-力差双向控制策略研究

针对目前遥操作机器人双向控制策略中所存在的力反馈冲击过大及主、从手间的位置跟随特性差等问题,综合传统的位置对称型和力偏差反馈型控制方法的优点,提出新型的位置差-力差双向遥操作机器人控制策略.通过仿真验证了所设计控制器的有效性.仿真结果表明,所设计的控制器,既解决了力反馈冲击问题,又提高了主、从位置跟随精度,从而提高了遥操作机器人系统的操作性能.     

基于遗传算法的平面欠驱动机器人模糊控制

以平面欠驱动机器人为研究对象,对其运动控制问题进行了研究,提出了一种基于遗传算法的模糊控制新方法.控制目标为实现欠驱动机器人的任意位置控制.控制器直接以关节角度误差变量作为模糊控制器的输入,引入遗传算法对模糊控制规则和隶属度函数同时进行优化,进而得到最优模糊控制系统,最后进行数值仿真,仿真结果表明所设计的控制器能快速精确的实现2自由度及3自由度欠驱动机器人的任意位置控制,且具有很好的稳定性.     

面向电动公交车的充电机器人感知与控制

为实现机器人插接充电枪为电动公交车充电,研究充电机器人感知与控制系统.机器人通过激光测距仪和眼在手上的单目视觉感知充电孔位置,并采用可编程控制器(PLC)和工业控制计算机(IPC)协同控制.先示教确定标准拍摄位置、拍摄距离及充电孔的标准位置,再检测充电孔正负极边缘并创建匹配模板,应用形状匹配与机器人配合进行手眼标定.PLC采用状态转移法设计控制程序,通过IO输出机器人动作条件,IPC通过OPC通信读写PLC状态,通过TCP发送动作坐标到机器人控制器.实验和应用结果表明,定位误差＜0.5 mm,准确性和可靠性满足应用要求.     

液压四足机器人内力抑制及实验研究

针对液压四足机器人在关节位置控制模式下引起的机器人内力问题,建立液压四足机器人单腿运动学方程和单腿动力学方程,分析机器人内力产生的机理及其对机器人性能的影响,提出基于动力学模型的机器人内力自适应抑制策略。自适应控制器利用关节理论力与实际力间的差值对位置指令进行补偿,以实现消除内力的目的。通过液压四足机器人HD平台进行控制策略验证,实验结果表明,机器人在位置控制模式下,机器人内力抑制策略可有效降低系统内力,使得机器人实际驱动力与理论驱动力接近,验证了控制策略的有效性。     

超声电机驱动多关节机器人的非线性H∞控制

利用超声电机低速大转矩特性,实现了三关节机器人的直接驱动.一方面,由于超声电机是通过定转子间的摩擦驱动,其模型无法精确描述,另一方面,由于无法在方程中将关节机器人的所有动力参数表达出来,因而该机器人在控制中存在摩擦干扰和参数不确定带来的动力干扰.针对这些干扰,采用了非线性H∞控制方式,以L2增益作为设计指标,设计了H∞控制器.实践证明,非线性H∞控制器不仅可以保证机器人稳定运行,而且位置精度大为提高.最后,还对控制器的鲁棒性进行了实验验证,结果表明该控制器有很好的抗干扰能力.     

呼吸道主动监测微机器人系统设计及研究

设计了一种呼吸道主动监测微型机器人系统,用于实时测量重症监护机械通气中的主要呼吸力学参数.该机器人系统采用三自由度气动人工肌肉驱动器驱动,通过气囊钳位.介绍了机器人机体的构造和运动原理,建立了机器人的动态模型.提出一种模糊小波神经网络控制器对机器人进行控制.将采用模糊小波神经网络控制器与采用小波神经网络控制器及模糊神经网络控制器的控制系统仿真结果进行比较.仿真和实验结果都说明模糊小波神经网络控制器有效地改善了机器人的静动态特性,具有更快的训练速度和更好的控制效果,是一种理想的临测机器人系统控制方法.在猪气管中进行了初步实验,在机械通气情况下监测了气管末端的压力和温度参数.初步的研究结果表明,该柔性驱动的机器人系统可用于主动动态监测人体呼吸道中的呼吸参数.     

四臂医疗转运机器人设计及仿真平台搭建

针对医护人员短缺问题提出一种新型四臂医疗转运机器人,该机器人可在病床和轮椅之间转运行动不便的病人.对机器人结构进行设计,对机械臂进行正逆运动学分析.为研究机器人的控制算法,利用Webots软件搭建机器人仿真平台,在Webots中建立仿真工作环境、机器人模型和病人模型,编写底层控制器;利用Qt开发带人机界面的上层控制器,并通过TCP/IP与底层控制器进行信息交互.通过病人起坐仿真实验,验证了仿真平台的可行性,验证了机器人结构的可行性,为该机器人的后续研究奠定了基础.