加油机器人操作臂设计及运动学研究

为减少污染和节省人力,使用加油机器人代替人力完成加油工作成为未来发展的必然趋势。为此,专门设计一种加油机器人操作臂的结构形式,在D-H坐标系中建立四自由度加油机器人操作臂的运动学模型,采用变换矩阵方法求解该操作臂正、逆运动学解析表达式,并运用Matlab软件的机器人工具箱对该操作臂正、逆运动学方程进行仿真验证。研究结果证明正、逆方程运动学方程解的正确性以及设计方法的可行性。     

关节对中误差对机械臂末端定位精度影响

针对机械臂关节对中误差对机械臂末端定位精度影响进行研究。以6自由度机械臂为研究对象,利用D-H法建立了机械臂运动学模型,并建立对中误差传递数学模型。利用蒙特卡洛方法以MATLAB为平台进行了误差分布仿真实验,得出了由于对中误差引起的机械臂末端定位误差分布特点,以及在不同对中误差等级下,机械臂末端定位误差概率分布情况。为对中误差修正提供了参考基础,同时为机械臂定位精度评价提供了定量化依据。     

基于改进QPSO-NN的冗余机械臂逆运动学算法

针对某种冗余机械臂逆运动学求解的问题,提出了一种基于改进量子粒子群神经网络的求解算法。以冗余机械臂末端位姿为输入,经神经网络求得其逆解;针对神经网络输出结果误差较大的问题,把神经网络求初值加入初始化的粒子群中,通过基于Metropolis准则改进量子粒子群算法,避免了量子粒子群算法的早熟现象;以关节坐标经正向运动学求得的末端位姿和期望位姿的误差为适应度函数,对机械臂关节坐标迭代寻优。仿真结果表明该方法结合了神经网络算法的快速性和改进量子粒子群算法的精确性,满足求冗余机械臂逆运动学问题的速度和精度要求。     

基于球齿轮传动的星载天线定位机构星间通信运动学研究

建立了基于球齿轮齿盘啮合传动的星载天线定位机构(PMSG)在星间通信过程中的运动学模型,研究了其运动学特性.分别建立PMSG自身运动学模型和卫星运动学模型,在此基础上建立星载PMSG的运动学模型.结合星间通信特点,以两颗中轨卫星为例对PMSG的运动学特性进行了仿真研究.仿真结果验证了文中建立的理论模型,得到了PMSG指...     

Gauss法在具有柱铰链连接的单开链机械臂系统动力学问题的应用

重点讨论了如何用Ｇａｕｓｓ法求解机械臂系统动力学问题．首先引入Ｇａｕｓｓ拘束量,然后建立单开链机械臂系统动力学模型,并给出了求解方法．     

基于新型滑模面的机械臂快速轨迹跟踪滑模变结构控制

从滑模变结构控制的趋近运动和滑模运动两个阶段人手,分别对影响其性能的滑模面和趋近律进行了设计．首先,基于线性滑模面和终端滑模面,设计了一种具有较快收敛速度的新型非线性滑模面,以缩短系统在滑模运动阶段的运动时间．同时,根据幂次趋近律提出了一种改进的趋近律设计方法,保证了其趋近运动的速度,并减弱了传统滑模变结构控制所固有的抖振．最后,将该方法用于机械臂的滑模轨迹跟踪控制策略设计,仿真结果表明,该策略保证了机械臂对期望轨迹的快速跟踪,具有较强的鲁棒性,并且验证了控制策略的有效性．     

基于灰狼算法的机器人多关节综合运动轨迹优化

针对机械臂运动需满足高效率和低冲击的问题,在分析机械臂轨迹规划流程的基础上,选取了机械臂末端运动轨迹的六个关键路径点,并基于灰狼算法以时间、平滑度为目标对机械臂运动轨迹进行了优化,获得pareto最优解集。对六自由度机器人的仿真结果表明:将灰狼算法与机械臂的轨迹优化结合能得到比较好的仿真结果,理论上实现了在运动过程中抑制振动,为解决该问题提供了新的方法。     

导弹总装自动对接平台设计与研究

提出了导弹舱段的自动对接系统。该自动对接系统利用舱段调整机构及基于激光测距传感器测量的位姿测量系统来实现舱段的自动对接。针对调整机构的结构进行了运动学分析,得到其运动学模型及逆运动学解。另外研究对接过程机构设计方法,建立自动对接系统的误差模型,对其调整误差进行分析与研究,并进行仿真来验证设计方法的正确性。     

基于动力学与运动学的四轮全向移动机器人轨迹跟踪控制

建立了四轮全向移动机器人的运动学模型和动力学模型,并分析了四轮全向移动机器人执行器的机械特性。在此基础上,利用反馈控制设计了四轮全向移动机器人的运动学控制器,利用逆动力学补偿控制设计了四轮全向移动机器人的动力学控制器,实现了基于动力学与运动学的四轮全向移动机器人轨迹跟踪控制系统设计。最后,利用Matlab/Simulink完成了基于动力学与运动学的四轮全向移动机器人轨迹跟踪控制仿真实验,实验结果验证了该轨迹跟踪控制方法的有效性。     

自由漂浮柔性机械臂系统的动力学建模与仿真

动量矩守恒约束使自由漂浮柔性机械臂系统成为非完整系统,其动力学模型通常是难以求解的微分—代数方程,因此提出将机械臂系统等效为一个完整系统进行建模。假设载体存在姿态控制力矩,此时由于不存在动量矩守恒约束,系统变成一个完整系统,采用Lagrange方法建立其动力学方程;令方程中载体的姿态控制力矩为零,即得到自由漂浮机械臂系统的动力学方程;采用数值方法求解动力学方程,并将动力学分析的结果与ADAMS中仿真的结果进行对比,验证了模型能够有效模拟自由漂浮柔性机械臂系统的动力学特性。     

机械手的显式递推牛顿-欧拉动力学及其分散自适应控制的并行方案

文中推导了PUMA 560机械手的显式递推牛顿-欧拉动力学方程,提出了分散自适应控制的并行实现方案。算法复杂性分析显示了该实现方案的高效性。     

Finite-time State Feedback Stabilization Method for a Class of Flexible Manipulators

Aimed at the finite-time stabilization problem of a class of flexible manipulators,a finite-time state feedback stabilization controller was proposed in this paper.Firstly,the nonlinear model of flexible manipulators was transformed into linear system through the exact state feedback linearization,and then using the finite time stabilization control method of the linear system,a finite-time state feedback stabilization controller was designed for the flexible manipulators.Furthermore,it was proved that all the states of flexible manipulators could be stabilized to equilibrium in finite-time under the proposed controller.The simulation results show that the performance of the flexible manipulators under the proposed finite-time state feedback controller is better than the traditional state-feedback controller.The proposed finite-time stabilization controller can improve the performance of the flexible manipulators.     

机器人的自校正控制

本文从统一的角度给出了四种机器人的自校正控制方案,并通过仿真研究和算法的在线计算量估计,就控制性能和易实现性两个方面对各方案进行了比较。     

并联机构中奇异性的稳定性问题

将映射理论中的临界点稳定性概念引入并联机构的奇异性分析中 ,提出稳定奇异性和非稳定奇异性的概念 ,研究了低维并联机构奇异性的稳定性情况 ,对几种典型机构的分析验证了这种分类的合理性。提出的分析方法可以为并联机构的机构设计和控制等方面提供理论依据。     

冗余并联机构的PD控制

采用并联机构的简化树动力学模型 (reducedtreemodel) ,给出了冗余并联结构的动力学方程和基于PD控制策略的控制方法。为了消除冗余并联机构固有的内作用力 ,给出了一种基于静态力平衡的控制方法。最后 ,利用一个 2自由度的冗余平面并联机构作为控制实例 ,实验结果表明了控制方法的正确性     

并联机构的奇异位形分析及冗余驱动控制方法

运用微分几何的方法分析了存在于并联机构中的各种奇异位形。采用冗余驱动方法解决并联机构奇异位形的控制问题。设计并实现了平面二自由度并联实验装置 ,并进行了冗余驱动控制实验     

基于静态舒适性分析的装甲车辆驾驶舱人机匹配研究

基于人体骨骼结构分析,结合坦克驾驶员驾驶特点,建立坦克驾驶员的二维运动学模型;根据该二维模型的几何特性,建立人体各关节链的闭环矢量方程,并运用Newton-Raphson方法对方程进行求解;以求解计算结果为依据,分析不同身高尺寸的驾驶员对某型主战坦克驾驶舱的静态人机适应性。     

基于雷达动力学误差的战斗机综合引导方法

针对战斗机雷达跟踪目标中断导致引导失效的问题,提出一种基于动力学误差的综合引导方法。首先给出雷达测角装置的动力学结构模型,建立了动力学误差传递函数,分析了导致角度跟踪中断的因素;然后建立综合引导法的运动学模型,提出雷达惯性不可逃逸距离的概念和雷达开机时间的计算方法;最后对综合引导法和最佳前置法进行对比仿真,验证了方法的可行性。