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非完整非保守动力学系统的守恒律 被引量:64
1
作者 刘端 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第1期75-83,共9页
本文应用Jourdain微分变分原理研究了非完整非保守力学系统的守恒定律,给出了受一阶非线性非完整约束的非保守系统的广义Noether等式.
关键词 守恒定律 非完整 动力学系统
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机器人路径规划的快速扩展随机树算法综述 被引量:55
2
作者 陈秋莲 蒋环宇 郑以君 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第16期10-17,共8页
路径规划是移动机器人的重要研究内容。快速扩展随机树(Rapidly-Exploring Random Tree,RRT)算法因在机器人路径规划中的成功应用,自提出以来就得到了极大的研究与发展。快速扩展随机树作为一种新颖的随机节点采样算法,相对传统路径规... 路径规划是移动机器人的重要研究内容。快速扩展随机树(Rapidly-Exploring Random Tree,RRT)算法因在机器人路径规划中的成功应用,自提出以来就得到了极大的研究与发展。快速扩展随机树作为一种新颖的随机节点采样算法,相对传统路径规划算法,具有建模时间短、搜索能力强、方便添加非完整约束等优点。介绍了快速扩展随机树算法的基本原理与性质,并从单向随机树扩展、多向随机树扩展、其他改进等方面概括了算法的研究现状。最后,展望了算法未来的研究方向与挑战。 展开更多
关键词 机器人路径规划 快速扩展随机树 随机采样算法 非完整约束
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非完整移动机器人的人工势场法路径规划 被引量:52
3
作者 朱毅 张涛 宋靖雁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期152-158,共7页
基于人工势场的移动机器人路径规划方法在最近20多年里受到了广泛关注.然而研究者主要将目光集中于解决其各种理论问题,在研究中大都将机器人看作无约束的质点或刚体,通常无法直接应用于受到非完整约束限制的轮式移动机器人.针对人工势... 基于人工势场的移动机器人路径规划方法在最近20多年里受到了广泛关注.然而研究者主要将目光集中于解决其各种理论问题,在研究中大都将机器人看作无约束的质点或刚体,通常无法直接应用于受到非完整约束限制的轮式移动机器人.针对人工势场法在轮式移动机器人上的实现问题,本文对两种已有实现方法进行了理论分析,指出其存在目标不可达的隐患和无法在不同环境下兼顾路径规划性能的问题,并提出一种基于模糊规则的新方法,通过在不同的情况下调整控制方式和参数解决前述问题.仿真研究表明,该方法在保证目标可达的前提下能够在多种环境中获得更好的总体规划性能. 展开更多
关键词 移动机器人 非完整约束 路径规划 人工势场
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非完整约束下的机器人运动规划算法 被引量:46
4
作者 徐娜 陈雄 +1 位作者 孔庆生 韩建达 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期666-672,共7页
由非完整约束定义提出一种改进RRT(快速搜索随机树)算法,解决受动力学约束的移动机器人运动规划问题.该算法将移动机器人的非完整约束条件与RRT搜索算法相结合.针对RRT算法在全局状态空间均匀随机搜索导致算法无谓耗费代价大的缺陷,引... 由非完整约束定义提出一种改进RRT(快速搜索随机树)算法,解决受动力学约束的移动机器人运动规划问题.该算法将移动机器人的非完整约束条件与RRT搜索算法相结合.针对RRT算法在全局状态空间均匀随机搜索导致算法无谓耗费代价大的缺陷,引入目标偏向思想,并选择计算复杂度低的距离参数提高求解速度.通过几类典型的非完整约束下的机器人运动规划仿真实验,证实了该算法的有效性和高效性. 展开更多
关键词 运动规划 非完整约束 快速搜索随机树(RRT) 目标偏向 动力学模型
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一类非完整奇异系统的Lie对称性与守恒量 被引量:19
5
作者 李元成 张毅 梁景辉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期2186-2190,共5页
利用微分方程在无限小变换群下的不变性 ,研究一类非完整奇异系统的Lie对称性 .给出Lie对称性的确定方程、限制方程、附加限制方程和结构方程 。
关键词 奇异系统 非完整约束 LIE对称性 守恒量 力学系统
原文传递
一类多体系统的非完整运动规划最优控制 被引量:20
6
作者 戈新生 陈立群 刘延柱 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期63-68,共6页
研究一类带有非完整约束的多体系统运动规划问题。由于非完整约束的存在,运动规划和控制问题比一般的多体系统要困难得多。讨论了非完整系统的特性及可控性条件,利用无限维优化和控制理论,结合非完整控制系统特性,以系统耗散能量为性能... 研究一类带有非完整约束的多体系统运动规划问题。由于非完整约束的存在,运动规划和控制问题比一般的多体系统要困难得多。讨论了非完整系统的特性及可控性条件,利用无限维优化和控制理论,结合非完整控制系统特性,以系统耗散能量为性能指标,给出一类非完整运动规划的最优数值方法。最后将该方法用于自由漂浮空间双臂机器人,仿真结果实现了该类非完整系统的运动规划。 展开更多
关键词 多体系统 非完整约束 运动规划 最优控制 空间机器人
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带有两个动量飞轮刚体航天器的姿态非完整运动规划问题 被引量:19
7
作者 戈新生 陈立群 刘延柱 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期781-784,共4页
航天器利用三个动量飞轮可以控制其姿态和任意定位.当其中一个动量飞轮失效,在某些特定的情况下,如何控制航天器的姿态问题还没有有效的方法.利用最优控制方法研究了带有两个动量飞轮的刚体航天器姿态优化控制问题.为此考虑系统角动量... 航天器利用三个动量飞轮可以控制其姿态和任意定位.当其中一个动量飞轮失效,在某些特定的情况下,如何控制航天器的姿态问题还没有有效的方法.利用最优控制方法研究了带有两个动量飞轮的刚体航天器姿态优化控制问题.为此考虑系统角动量为零的情况下,将航天器姿态运动方程化为非完整形式约束方程,系统的控制问题可转化为无漂移系统的非完整运动规划问题.通过Ritz近似理论得到求解带有两个动量飞轮航天器姿态的运动规划控制算法.通过数值仿真,表明该方法对航天器姿态运动规划控制是有效的. 展开更多
关键词 刚体航天器 姿态控制 运动规划 非完整约束 欠驱动
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空间机械臂非完整运动规划的最优控制 被引量:16
8
作者 戈新生 陈力 刘延柱 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期6-11,共6页
讨论空间机械臂系统的运动规划问题。利用系统的非完整特性,将空间机械臂动力学方程转化为非线性控制系统的状态方程,给出一种最优控制的数值算法。通过仿真计算,表明该算法的有效性。
关键词 空间机械臂 非完整约束 最优控制 非完整运动规划 航天
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非完整非有势系统相对于非惯性系的广义Noether定理 被引量:18
9
作者 罗绍凯 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1991年第9期863-870,共8页
本文构造了力学系统相对运动的Lagrange函数,建立了非线性非完整非有势系统相对于非惯性系的Jourdain型变分原理,提出并证明了这类力学系统相对于非惯性系的广义Noether定理,研究了其守恒量.
关键词 非完整约束 非惯性系 NOETHER定理
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NOETHER’S THEOREM AND ITS INVERSE OF NONHOLONOMIC NONCONSERVATIVE DYNAMICAL SYSTEMS 被引量:17
10
作者 刘端 《Science China Mathematics》 SCIE 1991年第4期419-429,共11页
Noether’s theorem and its inverse of nonconservative systems subject to first-ordernonlinear nonholonomic constraints are obtained by introducing the generalized quasi-symmetry of the infinitesimal transformation of ... Noether’s theorem and its inverse of nonconservative systems subject to first-ordernonlinear nonholonomic constraints are obtained by introducing the generalized quasi-symmetry of the infinitesimal transformation of the group of transformations G_t for thegiven dynamical systems. 展开更多
关键词 CONSERVATION law SYMMETRY nonholonomic constraint Noether’s theorem.
原文传递
非完整非保守力学系统在相空间的Lie对称性与守恒量 被引量:8
11
作者 刘荣万 傅景礼 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1999年第6期597-601,共5页
在相空间引入无限小变换,研究非完整非保守力学系统运动微分方程的不变性和守恒量·建立Lie对称确定方程,得到Lie对称的结构方程和守恒量形式。
关键词 相空间 李对称 守恒量 非完整系统 非保守系统
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基于动力学模型的轮式移动机器人电机控制 被引量:14
12
作者 陈晓鹏 李成荣 +1 位作者 李功燕 罗杨宇 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期326-332,共7页
针对移动机器人两路电机协同控制问题,提出基于动力学模型的轮式移动机器人电机控制律(DMMC).首先推导出质心位置不一定在几何中心的移动机器人运动学模型和动力学模型,并求解出两轮速度与力矩之间的非线性微分方程.然后,基于两轮速度... 针对移动机器人两路电机协同控制问题,提出基于动力学模型的轮式移动机器人电机控制律(DMMC).首先推导出质心位置不一定在几何中心的移动机器人运动学模型和动力学模型,并求解出两轮速度与力矩之间的非线性微分方程.然后,基于两轮速度与力矩间非线性微分方程、电机电气方程和电机机电方程,推导出移动机器人系统状态方程.最后采用极点配置得到I型状态反馈控制律.仿真显示,DMMC法实现了对输入指令的零稳态误差快速响应. 展开更多
关键词 电机控制 移动机器人 建模 动力学 非完整约束 交叉耦合
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五连杆式人机合作机器人运动学及动力学研究 被引量:11
13
作者 张立勋 董玉红 路敦民 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2004年第3期337-340,共4页
人机合作机器人(Cobot)是被动的能直接与人合作的机器人.根据差动轮系的不完全约束特性,提出了基于差动轮系的五连杆式人机合作机器人模型.根据差动机构与关节、差动机构与差动机构之间的耦合关系,建立了串联式Cobot的运动学模型和动力... 人机合作机器人(Cobot)是被动的能直接与人合作的机器人.根据差动轮系的不完全约束特性,提出了基于差动轮系的五连杆式人机合作机器人模型.根据差动机构与关节、差动机构与差动机构之间的耦合关系,建立了串联式Cobot的运动学模型和动力学模型.对串联式五连杆Cobot模型样机进行了实验研究.实验结果表明,该五连杆式Cobot能够跟踪理想直线,具有不完全约束特性,如果进一步完善,它可以被应用在大型零件的装配生产线、外科手术以及一些需要人机合作的场合. 展开更多
关键词 人机合作机器人 差动机构 不完全约束 约束控制
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球形运动器动力学分析及控制系统设计 被引量:11
14
作者 邓宗全 岳明 +1 位作者 禹鑫燚 方海涛 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期565-570,共6页
球形运动器在设计上的特点是将转向和驱动行走两种运动相互分开,独立完成.本文首先对球形运动器进行动力学建模.通过分析指出,在实际工作中,由于粘性阻尼的影响,球体的滚动角速度和单摆摆角的变化是一个渐趋稳定的过程.仿真结果证明了... 球形运动器在设计上的特点是将转向和驱动行走两种运动相互分开,独立完成.本文首先对球形运动器进行动力学建模.通过分析指出,在实际工作中,由于粘性阻尼的影响,球体的滚动角速度和单摆摆角的变化是一个渐趋稳定的过程.仿真结果证明了理论分析的正确性.接着,介绍了球形运动器控制系统的软、硬件实现.试验结果表明,所设计的球形运动器滚动迅速,转向灵活,能够完成一般性的探测任务. 展开更多
关键词 球形机器人 非完整约束 瑞利耗散函数 开环控制
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基于多层Morphin搜索树的UGV局部路径规划算法 被引量:14
15
作者 诸葛程晨 唐振民 石朝侠 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期491-497,共7页
以地面自主车辆(UGV)为实际应用背景,提出了一种基于多层Morphin搜索树的局部路径规划算法.该算法结合车辆非完整性约束构造多层Morphin搜索树,通过模糊Q学习进行动态行为控制的学习,并以此为依据对搜索树进行评估,从而得到一条具备车... 以地面自主车辆(UGV)为实际应用背景,提出了一种基于多层Morphin搜索树的局部路径规划算法.该算法结合车辆非完整性约束构造多层Morphin搜索树,通过模糊Q学习进行动态行为控制的学习,并以此为依据对搜索树进行评估,从而得到一条具备车辆非完整约束的平滑可跟踪路径,克服了传统Morphin算法搜索轨迹不灵活的缺点.最后,通过仿真实验以及实车实验验证了算法的有效性和正确性. 展开更多
关键词 多层Morphin搜索树 UGV 非完整性约束 模糊Q学习 局部路径规划
原文传递
基于神经网络的非完整移动机器人鲁棒跟踪控制 被引量:12
16
作者 彭金柱 王耀南 余洪山 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期823-827,共5页
针对受非完整条件约束的移动机器人存在的高度非线性、不确定性和外部干扰,提出了一种基于神经网络的鲁棒跟踪控制策略。该控制策略能够对系统中的未知的不确定性和干扰进行补偿。基于Lyapunov方法对控制系统进行设计,保证了系统的稳定... 针对受非完整条件约束的移动机器人存在的高度非线性、不确定性和外部干扰,提出了一种基于神经网络的鲁棒跟踪控制策略。该控制策略能够对系统中的未知的不确定性和干扰进行补偿。基于Lyapunov方法对控制系统进行设计,保证了系统的稳定性,改善了系统的动态性能。速度跟踪误差、神经网络权值误差和边界估计误差全局有界。仿真实验表明,该控制方法具有很强的鲁棒性和自适应能力。 展开更多
关键词 非完整约束 移动机器人 神经网络 LYAPUNOV函数
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自由漂浮空间机器人路径优化的Legendre伪谱法 被引量:13
17
作者 戈新生 陈凯捷 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期823-831,共9页
基于Legendre伪谱法研究自由漂浮空间机器人非完整路径规划的最优控制问题.自由漂浮是空间机器人执行任务常用的工作模式,其路径优化是空间机器人完成复杂空间任务的基础.由于空间机器人不具有固定基座,机械臂和载体之间存在非完整约束... 基于Legendre伪谱法研究自由漂浮空间机器人非完整路径规划的最优控制问题.自由漂浮是空间机器人执行任务常用的工作模式,其路径优化是空间机器人完成复杂空间任务的基础.由于空间机器人不具有固定基座,机械臂和载体之间存在非完整约束,使得自由漂浮空间机器人路径规划完全不同于地面机器人而变得具有挑战性.本文提出自由漂浮空间机器人路径规划的最优控制伪谱方法.首先,利用多体动力学理论建立自由漂浮空间机器人动力学模型,给定系统的初始和目标位形,选取机械臂关节耗散能最小为性能指标,并考虑实际控制输入受限,建立其路径规划的Bolza问题.然后,应用Legendre伪谱法,将状态和控制变量在Legendre--Gauss--Lobatto(LGL)点上离散,并构造Lagrange插值多项式逼近系统状态和控制变量,将连续路径优化问题离散化为非线性规划问题求解.最后通过数值仿真表明,应用Legendre伪谱法求解自由漂浮空间机器人非完整路径规划问题,得到的机械臂和载体最优运动轨迹,较好地满足各种约束条件,且计算精度高、速度快,并具有良好的实时性. 展开更多
关键词 空间机器人 LEGENDRE伪谱法 非完整约束 路径规划 最优控制
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具有可积微分约束的力学系统的Lie对称性 被引量:11
18
作者 梅凤翔 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期466-472,共7页
研究具有可积微分约束的力学系统的Lie对称性与守恒星.采用两种方法:一是用不可积微分约束系统的方法;另一是用积分后降阶系统的方法.研究两种方法之间的关系.
关键词 分析力学 微分约束 非完整约束 LIE对称性
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四轮差动驱动型AGV嵌入式运动控制器设计与研究 被引量:11
19
作者 宋立博 李劲松 费燕琼 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第24期2903-2907,共5页
设计了前两轮从动、后两轮差动驱动的四轮底盘结构AGV。在考虑非完整约束和轴承摩擦力的基础上,结合牛顿力学方法和矩阵分析方法建立了以运动速度和转弯角速度为状态变量的AGV非完整状态空间方程;使用全状态反馈的极点配置法建立了运动... 设计了前两轮从动、后两轮差动驱动的四轮底盘结构AGV。在考虑非完整约束和轴承摩擦力的基础上,结合牛顿力学方法和矩阵分析方法建立了以运动速度和转弯角速度为状态变量的AGV非完整状态空间方程;使用全状态反馈的极点配置法建立了运动控制方程,采用DS87C520和PSD813F2设计了其嵌入式运动控制器。仿真和实验证明了非完整状态空间方程、运动控制方程和嵌入式运动控制系统的可靠性、实时性和稳定性。 展开更多
关键词 自动导引车(AGV) 状态空间 非完整约束 嵌入式系统 极点配置法
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含未知信息的轮式移动机器人编队确定学习控制 被引量:11
20
作者 彭滔 刘成军 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期239-247,共9页
本文研究含未知信息的轮式移动机器人(wheeled mobile robots,WMR)的编队控制问题.首先,基于领航–跟随法和虚拟结构法,将WMR编队控制问题转化为跟随机器人对参考虚拟机器人的跟踪控制问题.然后,利用径向基函数神经网络(radial basis fu... 本文研究含未知信息的轮式移动机器人(wheeled mobile robots,WMR)的编队控制问题.首先,基于领航–跟随法和虚拟结构法,将WMR编队控制问题转化为跟随机器人对参考虚拟机器人的跟踪控制问题.然后,利用径向基函数神经网络(radial basis function neural networks,RBF NN)对WMR的未知系统动态进行学习,以及根据李雅普诺夫稳定性理论设计了稳定的自适应RBF NN控制器和RBF NN权值估计的学习率.依据确定学习理论,闭环系统内部信号在对回归轨迹实现跟踪控制的过程中满足部分持续激励(persistent excitation,PE)条件.随着PE条件的满足,RBF NN权值估计收敛到其理想权值,实现了对未知闭环系统动态的准确学习.最后,利用学习结果设计了RBF NN学习控制器,保证了控制系统的稳定与收敛,实现了闭环稳定性和改进了控制性能,并通过仿真验证了所提控制方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 未知信息 移动机器人编队 非完整约束 系统动态 学习控制
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