四轴机器人控制系统设计

针对四轴机器人运动控制问题,设计开发了一套基于雷赛运动控制器和触摸屏的具有人机交互功能的四轴机器人运动控制 系统。首先采用改良D H法建立了机器人的运动学模型,并对机器人进行运动学分析,求得了机器人的正逆运动学的解。然后分析划分了机器人控制系统的功能 ,在运动控制器上开发了相应的参数设置模块、状态监测模块、文件管理模块和运动控制模块,并在触摸屏上设计了人机交互界面。最后通过分析机器人在空间 的直线运动,设计了机器人直线插补算法,并在运动控制器上开发了相应的插补运动模块。经实验验证,控制系统能够有效地对四轴机器人进行运动控制,且运 动过程平稳可靠。控制系统解决了四轴机器人的运动控制问题。     

培养机电类学生工程能力的电类教学实践

本世纪八十年代末,出现了一种工业控制计算机——可编程序控制器(ProgrammableController,简称 PC),它将计算机的功能完善、通用性好、小型化等特点和继电接触控制的简单易懂、抗干扰能力强等优点结合起来,形成一种以微电脑为核心的自动控制设备。PC 编程简单、控制方便、通用性强、可靠性高、体积小、维护方便、是机电一体化特有的产品。它主要用于顺序控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信等领域,PC 与数控技术、工业机器人形成了     

六自由度蛇形机器人设计与控制系统开发

六自由度蛇形机器人设计与控制系统开发研究要使蛇形机器人通过红外测距后启动前进的蜿蜒运动.六自由度蛇形机器人设计部分包括零部件的三维建模和机器人实物拼接,利用舵机作为蛇形机器人的摆动关节,GP2D12红外测距传感器作为检测装置.蛇形机器人控制系统采用MultiFLEXTM2-PXA270控制器.实验结果表明,六自由度蛇形机器人可实现红外测距后启动前进的蜿蜒运动.     

不基于模型的控制器设计方法探讨

对控制理论中的“模型论”与“控制论”进行了分析 ,在此基础上提出了利用“非线性效应”来设计控制器作为一种不基于模型的控制器设计方法 ,该方法是摆脱控制理论与控制工程脱节的有效方法     

柔性机器人的模糊神经网络控制研究

对具有未知或变化动力学特性的两连杆柔性机器人的轨迹跟踪问题进行了研究。采用Lagrange-Euler 方程建立了柔性机器人的动力学方程。鉴于柔性机器人的高度非线性和复杂性,用智能控制策略对系统进行控制,其中在系统的反馈控制回路上设计了模糊逻辑控制器,在前馈回路上设计了动态回归神经网络控制器。在三组不同阶跃输入条件下,对模糊逻辑及智能控制器进行了仿真研究。结果证明该方案可使系统性能得到极大的改善。     

基于GRN模型精密机械手末端映射关系

针对相邻关节误差对机器人末端的精度影响等问题,鉴于生物细胞自组织GRN模型的运行机理,提出基于GRN模型机械手精度的映射关系,研究机械手运动学模型和GRN模型的结构特性,分析机械手相邻关节误差的累积与GRN模型中细胞间的作用特点,求解基于GRN模型机械手相邻关节影响的误差模型,考虑在几何因素的影响下,以3R机器人为研究对象,建立求解机械手末端位姿的误差值,采用基于自适应粒子群算法优化的PID神经元模型对其进行误差优化,获取粒子群算法的进化过程和PID神经元控制器的控制曲线。仿真表明:基于GRN模型重载机械手相邻关节误差模型的有效性与合理性得到了验证,且机械手相邻关节引起的末端误差得到了有效控制。     

基于改进遗传算法的柔性抛光工业机器人抛光时间优化

为实现抛光时间最优的目标，课题组对自主研发的柔性抛光工业机器人抛光轨迹进行了合理规划。从表壳的表耳处取得一系列工业机器人机械臂工作的位置点，通过求解逆运动学方程得到相应的关节位置，采用三次B样条曲线拟合的方法得到各关节的轨迹曲线；用B样条曲线的控制定点约束代替运动学约束，并基于改进的遗传算法，求解出时间最优的时间节点；在此基础上，规划得到满足时间最优的非线性轨迹曲线。研究表明：基于改进的遗传算法，能够很好地避免传统遗传算法的“退化”现象，更快地求得最优解，即抛光工业机器人的抛光工作时间达到最优。     

可变位姿越障轮椅的控制系统

为了改善老年人和残疾人行动不便的情况,针对可变位姿越障轮椅的各种功能需求,提出了可变位姿越障轮椅的控制系统 。设计了以PC机为上位机,以STM32为运动控制处理器的控制系统,介绍了整体功能需求;采用CAN模块实现STM32与PC机、各驱动模块的通信;设计了以伺服 电机为驱动电机的位姿变换功能;设计了整个轮椅位姿极限位置监测报警系统;采用手柄操控器的红外遥控功能,设计了可变位姿越障轮椅的人机操作系统。课 题组的研究有益于可变位姿越障轮椅的功能快速响应,便于轮椅的调试也让使用者更加方便地操控轮椅。     

一种扩充PC并行支路数的实用方法

基于Petri网模型，提出一种扩充可编程控制器（PC）并行支路数的实用方法，从而克服PC用于多路并行控制时存在的局限性。该方法在用于某厂多路故障报警系统的PC程序设计中获得成功。     

基于PAC的多轴运动控制系统设计

以三轴运动控制系统为研究对象,以GE RX3i集成伺服控制系统为实验平台,采用硬件和软件设计相结合的方法进行设计。介绍了RX3i集成控制系统硬件设计,以及如何利用PME编程软件进行程序设计和iFIX软件进行组态控制界面的设计过程。结果表明:以iFIX和RX3i控制器分别作为软、硬件实现开发界面来对运动系统进行控制具有较好的易控性。     

基于视觉捕捉的网球自拾取机器人系统

为了规避网球比赛的风险,提高效率,开发了一套基于视觉捕捉的网球自动拾取机器人系统,由移动机器人平台 搭载机械臂自由移动对散落在网球场地的网球进行侦测并拾取。采用基于ARM的硬件架构搭建移动机器人的控制系 统平台,并通过网络控制接口与机器人平台上的图像采集与识别模块实现通信;将视觉采集捕捉到的网球的位置信息传 送给控制器,控制移动机器人移动定位,机械臂配合实现网球拾取。经模拟网球场运行证明设计方案可行,视觉的引入 节省了大量的人力与时间。开发的网球自拾取机器人系统有很强的实用性,具有一定的推广意义。     

采用模糊逻辑的移动机器人轨迹跟踪

针对差动轮驱动的移动机器人动力学的高度非线性和运动环境的不确定性,提出了基于模糊逻辑的移动机器人路径跟踪控制方法。该方法通过合理选择模糊控制器的参数和优化规则库,使其输出合适的线速度和角速度,从而控制移动机器人准确地跟踪预规划的路径。提出了两轮差动式移动机器人的动力学模型,使得该模糊控制器对不同几何参数的差动式机器人具有普遍的适应性。在实际场地试验和亚太机器人大赛中验证该方法的有效性。     

“女接待員”——机器人控制系統

“女接待员”——机器人,在手臂上有四个自由度。它不仅能走路,而且能讲汉语。它的运动由九个直流马达控制。控制系统采用分布式控制技术。机器人的行动是根据视觉、听觉和触觉所给出的信息来决定的。触觉由接近觉传感器、接触觉传感器和滑觉传感器所组成。 这篇文章讨论了在机器人控制方面,正在研究中的硬件和软件系统。这个系统采用分布式控制技术是为了获得最优化。即具有低成本、高可靠性、高精度、易于扩展和标准化等。这个技术也能应用于诸如点焊机器人、装配机器人和搬运机器人等。     

基于PID技术的大型烘房温度控制系统

针对传统大型烘房温度控制不精确,自动化水平低的问题,设计了基于PID技术的大型烘房远程温度控制系统。 系统通过中心PC机设置PID控制器参数和目标温度,并将所设置参数传输到每个监控点的下位机上;下位机对所监控 区域的温度进行监控,并通过PID控制器进行调节,同时把所监控的温度信息上传给PC机。模拟实验的结果表明：系统 工作可靠,控制精度高,具有较高的自动化控制能力。     

五轴数控卷簧机控制系统

提出了一种5轴数控卷簧机控制系统的设计方案。以ACSSARLT8运动控制器和平板工业计算机作为整个控制系统的核心部分,5个交流伺服轴分别实现卷簧机的变径、变节距、送丝、上切刀与下切刀的控制。运动控制器通过以太网接口与平板工业计算机通信,通过ETHECATNET与交流伺服驱动器通信。集弹簧CAD/CAM设计与加工于一体的系统软件设计,方便了用户的使用。实际应用表明,该设计方案简化了机械设计,增强了卷簧机的功能,提高了机床的使用寿命。     

可编程控制器在塑料门窗对焊机的应用

本文以日本三菱电器公司生的产Ｆ１－ ６０ 型可编程控制器为例，介绍了工业ＰＣ在塑料门窗对焊机的控制过程及程序的编制     

烹饪机器人翻锅运动最优化设计

介绍了烹饪机器人翻锅运动最优化设计,用于锅具运动中的动作调节。首先介绍了锅具运动机构及翻锅实现机理,其次进行了锅具物料质量点m的运动学和动力学分析。建立模型,得出了锅具机构翻锅运动最优化实现方法,解决了烹饪机器人复现厨师特定烹饪动作的问题,实验表明,该优化方法能够完成烹饪工艺中复杂的大翻、小翻,满足了烹饪机器人锅具运动的要求。     

焊接机械臂结构设计及关键部件强度分析

以自主研发用于工业中常见的相贯线焊缝焊接的机器人为目标,根据所需机械臂性能及结构要求,确定机械臂 总体设计方案及各个机构形式。运用三维软件SolidWorks实现机械臂整体结构的实体建模。分析机器人在其运动范围 内的极限工况,运用有限元软件ANSYS Workbench完成对其关键部件（基座,大臂,小臂）的有限元静态分析,验证了所 设计机器人结构的可靠性,能够满足任务精度要求,为机械臂的样机制作提供了理论依据。     

Fuzzy控制在焊缝自动跟踪过程中的应用

本文阐述了模糊控制在机器人焊接焊缝自动跟踪过程中的具体应用，以ＣＯ２焊接为例对其短路过渡过程及跟踪过程响应特点进行了分析，提出了Ｆｕｚｚｙ控制方案，通过实验确定了机器人焊接焊缝自动跟踪的Ｆｕｚｚｙｙ控制器。     

基于RecurDyn的4旋翼摆臂式清洗机器人设计

针对爬壁机器人越障过程产生的控制复杂和过程运动不连续的问题,课题组通过引入柔性关节,在机器人本体上设计了摆臂越障机构及旋翼推力系统,并从运动学角度分析机器人攀爬障碍物时的运动机理,以及建立了机器人壁面攀爬的运动学模型,计算出机器人在不发生失效形式下,旋翼电机理论输出转矩,绘制了旋翼电机输出转矩和壁面角度变化的关系图,并利用RecurDyn软件对爬壁机器人越障过程进行运动学仿真,绘制出机器人重心高度的变化和时间关系图。结果表明：机器人旋翼推力机构的吸附性能良好,机器人能够平稳地在壁面完成爬行和越障。