扩展雅克比方法的冗余度机器人逆运动学应用

采用用于冗余度机器人求解的扩展雅克比方法,通过引入次级任务实现了冗余度机器人的周期性控制.介绍了自行研制的4自由度轻型机器人,以指定的空间轨迹作为主要操作任务,采用姿态控制作为次级任务,对4自由度冗余机器人进行了逆运动学求解和实验验证.并给出了机器人关节空间的期望变量,得到了关节空间和笛卡尔空间的轨迹误差.     

冗余度机器人的运动学和动力学优化

对冗余度机器人的运动学和动力学优化问题进行了比较研究,发展和完善了出休斯敦（Ｈｕｓｔｏｎ）提出的冗余多体系统动力学优化的咱然动力学解”的概念,并扩展其物理意义．同时,本文还给出了一些具体的优化结果．     

七自由机器人逆运动学研究

本文提出了一种具有球形腕的冗余度机器人逆运动学实时解的新方法。即采用位姿分解方式，使逆运动学划分为球形腕位置和姿态两部分。     

冗余度机器人的运动规划碰撞算法

在考虑了操作机的关节极限、自碰撞和静态障碍物的情况下,从给定的初始位形出发,发现一条到末端效应器目标位置和姿态的相连可到达路径。方法给出了机器人操作机点到点逆运动学问题求解算法,利用碰撞算法实现了冗余度机器人运动规划,仿真验证了该方法的有效性,并表明了该方法具有较大的实用价值。     

回避障碍和关节极限二元准则的冗余度机器人运动学逆解研究

为解决梯度投影法求解回避障碍和关节极限下运动学逆解过于严格优化反而限制运动灵活性的问题，首先通过障碍边界约束化建立了通用多边窗口障碍回避作业准则。并根据作业函数对关节角导数的正负变号情况分别定义加权系数，进而引入较为合理的加权系数矩阵，得到了回避障碍和关节极限二元准则下冗余度机器人运动学的加权最小二乘逆解方法。     

七自由度机器人逆运动学研究

本文提出了一种具有球形腕的冗余度机器人逆运动学实时解的新方法。即采用位姿分解方式，使逆运动学划分为球形腕位置和姿态两部分。与非分解方式的广义逆解相比，以ＢＵＡＡ—ＲＲ７—ＤＯＦ机器人为模型的仿真，表明了两者所产生的关节轨迹相差较小。同时本文方法保留了机器人的冗余特点，而且使复杂的逆运动学得到简化，适合于实时控制。     

3-SRS型带冗余度并联机器人的运动学分析

提出了一种3-SRS型3腿冗余度并联机器人,介绍了它的结构和特点,分析了它的位姿、速度、加速度等运动学问题,为其深入研究打下了基础.     

3－SRS型带冗余度并联机器人的运动学分析

提出了一种３－ＳＲＳ型３腿冗余度并联机器人，介绍了它的结构和特点，分析了它的位姿、速度、加速度等运动学问题，为其深入研究打下了基础。     

基于连续比例因子的冗余度机器人梯度投影算法

分析了冗余度机器人梯度投影法的研究现状,阐述了齐次解的比例因子的作用及其选择方法,提出了一种实时连续变化的比例因子计算方法。通过计算机仿真将所提出的逆运动学解方案同两个典型方案进行了比较。仿真结果表明,所提出的连续比例因子算法可以使机器人各关节角、角速度和角加速度的变化更加平滑和连续,克服了两种传统梯度投影法的缺陷。最后利用4自由度机械臂进行了实验,证明了算法的有效性。     

冗余自由度机器人的运动学逆解

导出了冗余度机器人基于优化力度的运动学逆解，并将优化力度函数用于冗余度机器人运动学优化控制．通过调整优化力度函数中自运动限制因子的取值，可以改变自运动速度在关节角速度中所占份额。实现人为地控制任务时间段内关节角速度的大小，使各关节角速度接近一致，实现二次优化．     

一种基于模糊模型的启发式优化方法

在模糊环境下的优化向来是模糊系统理论的中心课题之一。文献中所见的绝大多数模糊系统优化技术都以线性规划为基础。本文提出了一种完全不同的模糊系统试化方法——启发式试化方法。这种方法以系统的模糊模型为基础,它允许以模糊形式表达的性能指标与约束。试化的结果,亦即最优决策,既可以是模糊值,也可以是精确值。由于所使用的模糊模型所以看作是一个规则集,所提出的试化方法便所以视作一个“剪枝”过程。一个数值例子说明了这种试化方法的有效性。     

一种机械臂运动学研究及3D 仿真平台构建

针对川崎机械臂FS03 N的构型特点,提出了一种逆运动学的求解方法。采用DH法建立了机械臂的连杆坐标系,得到正运动学方程,通过变量分离将机械臂姿态采用欧拉角表示,得到了机械臂位姿的一组广义坐标。通过对FS03N的构型分析,采用几何法与反变换法相结合的方法,以解的组合关系为基础,得到了机械臂的8组封闭解。建立了基于Matlab的机械臂算法验证与3D仿真运动平台,验证了逆运动学解算的正确性,为机械臂的轨迹与路径规划提供了前提条件。     

基于Matlab的拉伸机上下料机械手运动学仿真分析

运用D-H方法建立了拉伸机上下料机械手的运动学模型,运用Matlab的Robotics Toolbox对机械手进行运动学仿真,得出机械手末端执行器运动轨迹曲线、关节运动曲线和速度曲线,从而验证机械手结构参数设计的合理性,也为机械手的控制系统设计和动力学、轨迹规划等研究提供了理论分析的依据。     

Subspace Minimization Conjugate Gradient Method Based on CubicRegularization Model for Unconstrained Optimization

基于三次正则模型的子空间极小化共轭梯度法

赵婷 ,刘红卫

（西安电子科技大学 数学与统计学院, 西安 710126）

共轭梯度法是求解无约束优化问题的一类主要方法,伴随着越来越多大规模问题的出现,子空间技术变得尤为重要,并且这种技术被广泛应用于最优化领域,本文通过在子空间上极小化当前迭代点处的三次正则化近似模型或者目标函数的二次近似模型来求解迭代方向,其中在三次正则模型中运用一种特殊的范数,结合非单调线搜索策略提出一个基于三次正则模型的子空间极小化共轭梯度算法。在一定条件下,证明搜索方向的两个重要性质,并给出算法的收敛性证明。数值结果表明本文所提算法具有良好的数值性能。

关键词：三次正则模型;共轭梯度法;子空间技术;无约束优化

     

模糊逻辑推理的神经网络方法及其应用

应用可能性度量理论提供了一种模糊逻辑推理的神经网络实现方法,在该方法中,模糊规则羊件（ａｎｔｅｃｅｎｄｅｎｔ）和后件（ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔ）的语言变量被表示为神经网络的中权重,采用Ｂａｃｋ－Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ学习算法来学习相关语言变量的隶属度水平,介绍了控制器的构造和推理方法以及在移动机器人路径跟踪中的应用。     

基于模糊区间优化的模糊推理故障诊断方法

提出一种基于模糊区间优化三角均分的模糊规则生成方法.在获取故障样本之后,通过基于故障识别率最佳准则的寻优过程,确定模糊区间均匀划分数的下确界.在此基础上,利用所提出的改进型DM算法提取模糊规则,最终构建出模糊推理故障诊断系统.与模糊区间划分数低于该下确界的模糊推理系统相比,利用该方法能保证在所生成模糊规则数较少的情况下,使构建的推理系统具有更高的故障识别率和诊断准确率,同时避免了人为确定模糊区间划分数时所带来的盲目性.最后,在轨道电路该类复杂模拟电路常见硬故障的诊断实例中,说明了新方法的有效性.     

多种遗传算法在函数优化方面的性能比较分析

进行了4种常用的遗传算法（适值函数标定遗传算法、顺序选择遗传算法、两点交叉遗传算法和自适应遗传算法）在求函数最优解问题上的性能比较分析,并采用MATLAB进行仿真。仿真结果表明,除两点交叉遗传算法外,在求函数最优解问题上适值函数标定遗传算法、顺序选择遗传算法和自适应遗传算法均表现出了较好的稳定性,同时所求得的函数最优解均较准确。其中,顺序选择遗传算法在求函数最优解方面性能最好。