基于KUKA工业机器人的遥操作控制系统设计与异构主从控制方法研究

为了适应特种环境作业的需求,本文提出了一套以KUKA工业机器人为从操作手的遥操作控制系统设计方法以及基于相对位姿尺度变换的遥操作控制方法。通过Eth.KRLXML软件接口与主控计算机建立TCP/IP连接进行通信,实时地反馈机器人的关节角度与末端位姿等信息,同时接收并执行主控计算机的控制命令。针对异构型主从遥操作控制系统,提出了一套基于相对位姿尺度变换的遥操作控制算法,将主操作手的运动信息经过相对坐标变换和尺度变换换算到KUKA机器人的末端,实现了对不同大小工作空间的精确异构遥操作控制。最终本文所设计的遥操作控制系统和异构型尺度变换遥操作控制方法的有效性在实物抓取释放实验中得到了验证。     

遥操作机器人系统带记忆的鲁棒控制

遥操作机器人系统的通信通道中存在通信时延,而且机器人模型存在不确定性,以致可能造成系统不稳定和操作性能降低。针对通信时延和系统不确定性,利用鲁棒控制理论,提出用力、位置和速度反馈的控制方法,使得系统稳定,且具有良好的透明性。仿真结果表明了该方法的有效性。     

参数不确定性遥操作系统的自适应同步控制

已有的遥操作自适应控制方案缺乏对系统中主-从机器人运动学参数不确定的考虑。针对同时具有动力学和运动学参数不确定性的遥操作系统,提出了一种逆动力学自适应控制方法,并利用Lyapunov函数法对系统的稳定性和位置同步性能进行了论证,最后通过仿真进行了验证。该方法在两类参数都无法精确获知的情况下,仍然可以取得主-从机器人的位置轨迹同步。该方法还可以获得线性解耦的闭环误差方程,便于对系统透明性进行分析。     

一类不确定遥操作系统的混杂控制

提出了一种基于自适应逆动力学和位置误差(PEB)结构的混杂控制方法,以克服动力学参数不确定性对遥操作系统透明性的影响。首先将操作者和环境模型分别融入到主、从机器人的动力学模型中;然后基于逆动力学设计自适应控制器,将其融入PEB结构,并利用李亚普诺夫函数法对系统性能进行了分析。仿真研究表明,该控制方案具有良好的位置和力跟踪性能。     

基于工业以太网和OPC技术的分布式 异构网络控制系统的集成

提出网络集成要分成网络级同构与接口级同构两个步骤实现,论述了网络级通过以太网实现同构、接口级通过OPC技术实现同构的优越性。根据某集装箱码头100多台起重机分布式异构网络控制系统的集成要求,依据港口实际情况,实现了其基于以太网与OPC技术对各类系统数据的整合,实现了网络集成。实际系统的运行和实测结果表明,所采用的集成方法可行,满足要求。     

基于工业以太网和OPC技术的分布式异构网络控制系统的集成

提出网络集成要分成网络级同构与接口级同构两个步骤实现,论述了网络级通过以太网实现同构、接口级通过OPC技术实现同构的优越性.根据某集装箱码头100多台起重机分布式异构网络控制系统的集成要求,依据港口实际情况,实现了其基于以太网与OPC技术对各类系统数据的整合,实现了网络集成.实际系统的运行和实测结果表明,所采用的集成方法可行,满足要求.     

异构CAD协同系统中数据交换的研究

产品的数据交换是异构CAD实现协同设计的关键技术。为此,本文提出了一种以宏语义命令（MSC）结合细胞元表示的语义特征造型技术为基础的方法,来实现异构CAD间数据的共享。在该方法中每个CAD系统中与MCGs相对应的建模操作通过由XML格式表示的MsC交换来传递包括设计意图的参数信息,同时模型间特征的约束关系用特征依赖图（FDG）来存储。该文提到的思想应用在了理工大学自主开发的HUSTCAIDS与UG间的异构协同设计中,证明了以上理论的可行性。     

非线性控制系统分析方法的研究

阐述了用谐波线性化分析非线性系统的方法,并给出了非线性系统的稳定性判据,为在工程上分析非线性控制系统提供了一个很好的理论分析方法。     

基于API函数的异构PLC工程网络互联

针对工控网络的特点,提出进程的客户/服务器模型是异构工控以太网PLC间通信服务软件的最合适模型,介绍了一种基于该模型的用API函数调用方式实现异构PLC工控网络互联的方法。详细分析了互联软件编制过程中使用的关键技术,通过对源程序的设计理念和框架的分析,印证了用该技术实现异构PLC工控网络的无缝联接的科学实用性。     

危险品弹药遥操作挖掘搬运机器人研究

本文介绍了危险品弹药遥操作挖掘搬运机器人研究,该机器人系统利用无线局域网络实现机器人本体和遥控系统的通讯,远距离遥操作处理危险品弹药,可以进行挖掘和搬运的功能,对部队解决危险品弹药处理具有重要现实意义。