一种基于遗传算法的欠驱动机器人避障运动规划新方法*

对平面欠驱动机器人的避障运动规划问题进行了研究,提出了一种利用遗传算法解决此类系统避障问题的新方法。通过引入虚拟弹簧—阻尼系统,在障碍物存在的情况下对系统非完整约束方程的广义力进行修正,采用部分稳定规划器进行运动规划,建立了基于能量的适应度函数,并利用遗传算法对提出的适应度函数进行全局优化,得到了部分稳定规划器的最优切换顺序,进而实现了欠驱动机器人的无碰撞路径规划。最后以平面3R欠驱动机器人为例进行了仿真实验,验证了该方法的有效性。     

柔性宏-微机器人可补偿性分析

基于宏-微系统的工作原理，提出了实现宏-微机器人补偿的几何奈件，并对增大微机器人的补偿能力提出了可补偿性指标，数值仿真验证了理论分析。     

柔性冗余度机器人残余振动主动控制

研究柔性冗余度机器人的残余振动主动控制问题，设计了具有压电作动器与应变传感器的机敏杆件，建立了受控系统的状态空间表达式，采用独立模态空间控制理论设计LQR状态反馈控制器，并基于对偶原理设计了具有指定收敛特性的Luenberger全维状态观测器，最后，以平面3R柔性冗余度机器人为例进行了计算机仿真，结果表明，采用这种主动控制方法可以显著改善柔性冗余度机器人的动力学品质。     

柔性机器人协调操作的无内力载荷分配

为解决柔性机器人协调操作系统的逆动力学问题,提出一种无内力载荷分配法。该方法首先在操作空间基于无内力的原则规划载荷分配系数,然后在关节空间以关节输入力矩最小为目标确定机器人各个关节的输入力矩。以2个3R柔性机器人协调操作刚性物体为例,验证了该方法的有效性。     

两4R冗余度柔性机器人协调操作的运动规划

提出了改进的关节初始位形规划法、改进的自运动规划法以及初始位形和自运动规划综合法，并对冗余度柔性协调操作机器人进行了运动规划，在保证两机器人协调以及两机器人各杆的弹性变形和动应力不超标的情况下，有效地降低了系统负载质心的位置误差，改善了系统的运动学性能，并且规划后的角加速度规律容易实现。     

柔性机器人协调操作的动力学建模和轨迹跟踪

首次基于绝对坐标 ,建立了具有柔性关节和柔性臂的机器人协调操作刚性负载的动力学模型。由此推导出了协调操作的正动力学模型。由提出的载荷分配方法 ,以被操作物体质心的实际位置而不是名义刚性位置跟踪期望轨迹 ,建立了柔性机器人协调操作的逆动力学模型。此方法可使机器人非常准确地实现期望轨迹。文中就两个具有柔性关节和柔性臂的机器人协调操作刚性负载为例 ,验证了本方法的有效性     

工业机器人位姿误差的计算

机器人连杆的加工误差、温度变化以及机械传动误差等诸多因素会导致机器人抓手的位置和姿态产生误差。本文以机器人运动学及误差理论为基础 ,推导出了在各种位姿描述情况下机器人位置和姿态误差的计算公式。该方法可以作为对各种工业机器人的位姿精度进行分析的基础     

状态延迟输入神经网络及其在机器人定位监督控制中的应用

对复合输入动态递归网络作了改进 ,提出一种新的动态递归神经网络结构 ,称为状态延迟输入动态递归神经网络 (State Delay Input Dynamical Recurrent Neural Networks)。这种具有新的拓扑结构和学习规则的动态递归网络 ,不仅明确了各权值矩阵的含义 ,而且使权值的训练过程更为简洁 ,意义更为明确。网络增加了输入输出层前一步的状态信息 ,使其收敛速度和泛化能力与其他常用网络结构相比 ,均有明显提高 ,增强了系统实时控制的可能性。本文将该网络用于机器人定位监督控制系统中 ,通过利用神经网络建立起被控对象的逆模型 ,与传统 PD控制器结合 ,确保了控制系统的稳定性 ,有效地提高系统的精度和自适应能力。仿真结果表明了这种改进的有效性和优越性     

柔性冗余度机器人振动主动控制

采用振动主动控制方法降低柔性冗余度机器人的弹性动力响应。设计了具有压电作动器与应变传感器的机敏连杆 ,建立了离散时变受控系统的状态空间表达式。利用 Bellman动态规划设计 L QR状态反馈控制器 ,并提出了一种状态估计的近似方法。平面 3R柔性冗余度机器人的仿真算例表明 ,采用该方法可以使柔性冗余度机器人的动力学性能得到显著的改善     

柔性并联机器人频率特征分析

为了描述柔性并联机器人的弹性动力学性能,分析了机器人振动频率的特征.计算了机器人在整个运动过程中的频率,绘制了机器人在工作空间内的基频图,可用于选择机器人的工作位置,以避免产生共振或低阶谐振.讨论了频率求解精度、收敛性与单元横向弹性位移型函数以及单元数量之间的关系.计算实例表明,不同位形的机器人的频率差别很大.在奇异位形处,基频为零.研究频率特性可为柔性机器人的分析、设计、控制提供指导.