串联机械臂运动控制系统设计

由于加工装配的累积误差,驱动控制,机械臂的柔性变形以及实际工作环境中振动等因素的干扰,导致无法准确获取机械臂的运动学模型和动力学模型,导致机械臂实际的运动性能与期望的高精度运动性能相比出现较大的差距。针对上述问题,文中通过研究串联机械臂轨迹优化算法,设计了一套简单且实时性的机械臂控制变量补偿系统,以减少甚至消除机械臂的运动学误差。这一技术的实现,将对提高装备制造业中机械臂运动精度关键技术的发展起到推动作用。     

基于拉格朗日方程的4-DOF机器人运动分析

以4-DOF串联机器人为例,对影响机器人末端执行器轨迹偏差的各种影响因素进行了分析,同时建立了机器人的误差模型。选取5个任意点作为机器人在搬运物品时的运动轨迹,根据机器人逆运动学来求解方程而得到各个关节的转角变化方程式,计算出机器人的正运动学模型,并通过Matlab仿真得到机器人运动的理论轨迹;应用拉格朗日方程建立机器人的动力学方程,分析了机器人运动时的重力、惯性力影响机器人运动的实际轨迹与理论轨迹的偏差。结果说明,在机器人的设计及制造装配过程中,通过控制结构误差的大小,可以降低机器人在高速运行时的轨迹误差,为不同精度要求的机器人结构设计提供简单、有效的理论支持。     

Par4并联机器人轨迹规划研究

研究了Par4并联机器人操作空间的轨迹规划算法。分析了Par4并联机器人机械结构,采用几何分析法得出其运动学模型。采用了SCCA凸轮运动模式进行速度规划。在操作空间中将直线插补和圆弧插补运用于并联机器人末端轨迹规划。将两种插补规划运用于Par4并联机器人,并在MATLAB2010a中进行仿真分析,验证了两种轨迹规划应用于Par4并联机器人的可行性和合理性,为机器人的运动控制控制提供理论基础。     

工业装配机器人轨迹规划算法研究

针对装配机器人运动过程中的振动和机构冲击问题,提出一种正弦加速、直线插补和五次多项式插值相结合的轨迹规划算法。采用正弦加速的插补算法解决了震动问题,采用分段轨迹规划的方法优化了机器人运动轨迹,减少了机构冲击。通过Matlab轨迹仿真和三菱rv-13f机器人实验验证表明,所提算法规划出的机器人运动轨迹连续、平滑且无冲击。通过与常用算法比较证明该算法提高了装配机器人运动的平滑性,有助于减少机构间的冲击,延长机器人的使用寿命。     

四轴机械臂控制系统的空间定位

本文中主要介绍机械的空间位置定位,知道空间的一个确定的坐标点计算出机械臂各个臂的角度。     

基于PSO算法优化的机械臂轨迹规划研究

目前机械臂轨迹规划的优化目标大多在最短路径、最优时间等方面且存在由于多项式差值轨迹规划具有阶次高、没有凸包性,难以应用传统优化方法进行优化等缺点。现提出了对最小能耗、最小加加速度等指标的优化。该优化是在传统时间最优的基础上,利用粒子群优化的4-3-4多项式插值轨迹规划算法,针对综合时间、能耗、加加速度等指标进行优化。实验以三关节机械臂为例进行仿真,结果证明了PSO优化过程和能耗函数的有效性。     

行星采样机械臂的轨迹规划研究

为行星采样机械臂做轨迹规划,先根据D-H法建立机械臂的运动学模型,对其进行了笛卡尔空间直线插补和圆弧插补两种轨迹的规划,并在Matlab中进行了运动仿真。然后基于MFC和OpenGL设计一种针对采样机械臂的运动仿真程序。最后结合一种运动控制器进行直线插补和圆弧插补的轨迹规划的实验。实验结果表明,采样机械臂的实际运动轨迹与运动仿真程序中的轨迹一致,对其进行的正、逆运动学分析和轨迹规划是正确的,为行星采样机械臂的轨迹设计和分析提供了参考依据。     

基于MATLAB的PUMA560机器人运动学仿真

随着机器人技术的发展和应用,机器人在现代工业生产中扮演着越来越重要的角色。机器人诞生是科学技术与社会进步的必然结果,从根本上改变了原来传统的生产体系和生产方式。本文在MATLAB环境下,对PUMA560机器人进行参数设计,分析PUMA560机器人的运动,讨论机器人的正运动学、逆运动学、轨迹规划及仿真。     

基于六自由度机械臂运动学问题的仿真研究

以六自由度工业机器人--MOTOMAN-HP6机器人为研究对象,简单介绍了机器人运动学的数学基础。根据机器人的相关参数,建立了机器人运动学模型及相关坐标系,对机器人的正运动学及逆运动学问题进行了研究。采用MATLAB 开发工具建立系统界面,编制了相关程序,结合实例对机器人的直线、圆弧及自由曲线轨迹的生成进行了仿真,完成了系统设计。为后续实习用工业机器人离线编程系统的开发打下了基础。     

果林机器人行走驱动闭环控制分析

该研究旨在选取控制机器人运动的合理方式。以履带式果林机器人为背景,分析了果林机器人运动双电机控制系统。基于步进直流电机转速增量式PID闭环控制算法,计算了PID控制器比例系数、积分系数和微分系数。仿真和试验表明：当机器人左、右电机以3 000 r/min的速度在地面上直线运行时,采用转速增量式PID控制比开环控制电机响应速度快,稳定性能好。结果提示,转速增量式PID控制方式是有效合理的。     

基于免疫进化非选择机制的移动机器人路径规划算法研究

该文提出了一种基于免疫进化非选择机制的移动机器人路径规划算法(MRPPA-IENS)。该算法通过非选择操作来避免进化过程中糟糕个体的产生,使得较优个体能较早地生成,加快算法的收敛速度;同时,算法引入基因重组操作以维持群体的多样性,防止早熟收敛。仿真实验结果表明,该文所提出的MRPPA-IENS算法是一种有效的移动机器人路径规划算法,在障碍物完全已知的静态环境和部分已知的动态环境中均优于传统进化算法。     

移动机器人轨迹跟踪的模糊PID-P型迭代学习控制

本文针对移动机器人轨迹跟踪控制问题的研究,提出了一种基于移动机器人运动模型的模糊开闭环PID-P型非线性离散迭代学习控制方法,给出了PID-P型迭代学习的收敛条件及其证明过程,并采用模糊控制的原理整定PID三个学习增益矩阵的参数.该控制方法提高了移动机器人对特定轨迹的重复跟踪能力,具有算法实现简单的特点.实验仿真结果表明,采用模糊开闭环PID-P型迭代学习控制算法对轨迹跟踪是可行有效的.     

六自由度工业机器人结构设计与运动仿真

随着计算机、自动控制等技术的发展,工业机器人被大量运用于多种场合。其末端执行器决定了机器人的功能,但机器人本体结构的设计尤为重要。为方便研究,设计了一种六自由度工业机器人结构,采用D-H方法,完成机器人的运动正解。运动逆解采用代数法完成。最后,充分利用LabVIEW便捷的人机界面设计、Softmotion插件丰富的运动控制函数以及Solidworks Motion直观的三维仿真等优点,联合LabVIEW的Softmotion插件和Solidworks Motion进行运动仿真,该思路还能够为后续物理样机的控制仿真提供帮助。     

Adaptive Trajectory Tracking Control of Wheeled Mobile Robots with Nonholonomic Constraint

Wheeled mobile robots (WMR) have been widely applied in a lot of areas that range from the teleoperated Sojourner on the Mars Path finder mission to cleaning robots in the Paris Metro. As a result, the interest of the Robotics Community for the wheeled mobile robots’ tracking control problem has grown rapidly[1-13]. WMR is one of the well-known system with nonholonomic constrains and it contains a class of mechanical systems characterized by kinematic constrains that are not integrable an…     

基于SVM的上肢康复机械臂轨迹跟踪预测控制

针对上肢康复训练机械臂具有强耦合、非线性和时变的特点,设计了基于SVM（支持向量机）的轨迹跟踪预测控制器。采集机械臂系统的输入和输出数据,通过SVM辨识得到广义逆系统,与原系统串联实现解耦。对解耦后的系统,采用SVM辨识预测模型和PSO优化滚动控制序列的预测函数控制方法,并从其内模结构分析了系统的稳定性和鲁棒性。实验结果表明,该方法能够平稳高精度地实现轨迹跟踪。     

运动规划在摆臂机构上的应用分析

摆臂机构是一些半导体封装设备上的重要组成机构,其运动的稳定性是整个封装动作的关键。由于其高速运动的特性容易引起机构振动造成产品品质下降,通过对摆臂机构进行分析,采用模拟量PID控制和S形速度曲线,对摆臂机构的两个伺服电机进行运动规划,有效地抑制了摆臂在吸固晶时产生的振动,并缩短了工作周期,从而提高了设备的效率和精度。     

基于免疫进化算法的轮式移动机器人非完整运动规划

本文阐述了轮式移动机器人非完整运动的最优规划问题,在系统的非完整特性基础上,将轮式移动机器人的运动规划转化为非线性系统最优控制问题。在最优控制中引入了人工免疫算法,替代了传统的迭代方法,提出了基于人工免疫算法的非完整运动规划的最优控制方法。通过抗体编码和亲合力函数给出了算法的具体实现步骤,并且进行了仿真实验。实验结果表明算法的有效性和可行性。     

基于六自由度关节机器人的一种计算机控制系统

为了解决传统工业机器人控制系统专用封闭式结构的局限性,采用Windows NT系统平台建立了一种基于六自由度关节机器人开放式的计算机控制系统.针对工业机器人控制系统实时性、扩展性、维护性、可靠性的要求,提出了Windows NT+RTX硬实时扩展的操作系统平台,基于PC总线技术的硬件平台的系统架构.该系统软件采用模块化设计原则,具备友好的图形用户接口,便于用户编辑和调用应用程序以及执行相关操作.通过对试验数据的分析,验证了该系统具备良好的精度和可靠性.     

参数不确定移动机器人全局轨迹跟踪的自适应滑模控制

通过对一类质心和几何中心不重合情况下移动机器人轨迹跟踪问题的研究,得到了两独立驱动轮角速度为控制输入的机器人运动学模型.对于车轮半径和两驱动轮之间距离参数已知的情况,基于反演控制的思想设计了变结构控制的切换函数,构造了具有全局渐近稳定的滑模轨迹跟踪控制律,并针对这两个参数未知时,通过自适应方法对其进行参数估计,给出了自适应滑模轨迹跟踪控制律的设计方法.该方法设计过程简单且具有直观的稳定性分析,适用于移动机器人的全局轨迹跟踪控制.仿真算例验证了所提控制律的有效性和正确性.