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机器人柔顺控制研究 被引量:37
1
作者 殷跃红 尉忠信 朱剑英 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期232-240,共9页
回顾了机器人柔顺控制研究历史.介绍了目前的研究现状,详细分析了现有的4种研究策略,提出了机器人主动柔顺控制的4大关键问题。
关键词 机器人 柔顺控制 智能控制
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机器人力控制研究综述 被引量:25
2
作者 殷跃红 朱剑英 尉忠信 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期220-230,共11页
回顾了机器人力控制研究历史及目前的力控制研究现状;详细分析了现有的四种研究策略:阻抗控制、力/位混合控制、自适应控制策略、智能控制新策略;阐述了作者提出的“力/位并环控制”的智能新策略;提出了机器人力控制的四大关键问... 回顾了机器人力控制研究历史及目前的力控制研究现状;详细分析了现有的四种研究策略:阻抗控制、力/位混合控制、自适应控制策略、智能控制新策略;阐述了作者提出的“力/位并环控制”的智能新策略;提出了机器人力控制的四大关键问题:位置伺服、碰撞冲击及稳定性、未知环境的约束、力传感器;文末展望了力控制研究的发展趋势——智能控制。 展开更多
关键词 机器人 位置控制系统 力控制 神经网络
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基于混合优化神经网络的机器人力/位置控制 被引量:11
3
作者 魏立新 李二超 王洪瑞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期151-153,159,共4页
针对机器人在参数变化和外界工作环境的刚度变化时,系统的控制质量会因常规PID控制器没有自适应能力而明显变差,甚至无法工作,提出了一种具有混合H2/H∞性能指标的CMAC控制方法,采用CMAC神经网络加强系统对参数不确定性的补偿,引入混合... 针对机器人在参数变化和外界工作环境的刚度变化时,系统的控制质量会因常规PID控制器没有自适应能力而明显变差,甚至无法工作,提出了一种具有混合H2/H∞性能指标的CMAC控制方法,采用CMAC神经网络加强系统对参数不确定性的补偿,引入混合优化策略来优化CMAC神经网络的结构和权值,保证了系统对外界干扰在给定干扰衰减度下具有鲁棒稳定性的同时,还能使系统达到良好的动态性能,满足一定的H2最优性能指标。仿真结果表明,本文所提控制方案在大量参数不确定性及外部扰动存在的情况下,仍能满足性能要求。 展开更多
关键词 机器人 力/位置控制 混合H2/H∞ 混合优化策略 CMAC
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基于神经网络的打磨机器人的力/位混合控制 被引量:10
4
作者 唐康峻 王志刚 +1 位作者 郭宇飞 刘磊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第4期121-125,共5页
针对封头打磨机器人在工作过程中末端执行器轨迹跟踪和恒力控制要求与打磨机器人在封头上行走的振动抑制问题,提出一种基于神经网络的力/位混合控制方法。采用力/位混合控制器完成打磨机器人力和位置的同时控制要求。针对打磨机器人平... 针对封头打磨机器人在工作过程中末端执行器轨迹跟踪和恒力控制要求与打磨机器人在封头上行走的振动抑制问题,提出一种基于神经网络的力/位混合控制方法。采用力/位混合控制器完成打磨机器人力和位置的同时控制要求。针对打磨机器人平台行走过程产生的振动干扰,设计神经网络鲁棒控制器,通过神经网络对系统参数误差和振动干扰进行抑制。仿真结果显示,该混合控制器不仅能保证打磨机器人末端执行器位置的精确控制和有效的恒力控制,而且对外界振动干扰有很好的抑制效果。 展开更多
关键词 封头打磨 力/位混合控制 神经网络 鲁棒控制 振动抑制
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基于力位协同控制的大飞机机身壁板装配调姿方法 被引量:9
5
作者 陈文亮 潘国威 王珉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期179-187,共9页
为校正中机身壁板由于重力和调姿内力产生的变形,提高中机身壁板装配调姿精度,提出了一种基于力位协同控制的装配调姿方法。通过将调姿机构等效为并联机构,推导了调姿机构的解析正反解模型;根据螺旋理论,建立了力传感器测量值与重力、... 为校正中机身壁板由于重力和调姿内力产生的变形,提高中机身壁板装配调姿精度,提出了一种基于力位协同控制的装配调姿方法。通过将调姿机构等效为并联机构,推导了调姿机构的解析正反解模型;根据螺旋理论,建立了力传感器测量值与重力、调姿内力之间的映射关系,实现重力补偿值的动态计算,基于局部刚体-弹性连接假设,通过多元线性回归方法构建了调姿内力转化为位置补偿量的模型;根据Clamped-Free变形协调原理,简化了定位器调姿内力之间的协调关系,在此基础上提出了重力前馈补偿和调姿内力转化为位置补偿的力位协同控制策略,并对其进行了理论分析与设计。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,结果表明采用力位协同控制方法,调姿定位精度提高35.3%,调姿内力降低77.8%,通过应用实验,说明了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 飞机装配 调姿 变形 并联机构 重力补偿 力位协同控制
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绳牵引康复机器人的动力学分析与控制 被引量:7
6
作者 刘攀 张立勋 +1 位作者 王克义 张今瑜 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1335-1339,共5页
针对康复训练过程中如何协调控制患者骨盆运动的问题,设计了由4根绳牵引的三自由度绳牵引并联康复机器人。基于力/位混合控制的思想,利用牛顿-欧拉法建立了绳牵引康复机器人的动力学模型,推导出绳的拉力和驱动电机控制力矩的计算公式。... 针对康复训练过程中如何协调控制患者骨盆运动的问题,设计了由4根绳牵引的三自由度绳牵引并联康复机器人。基于力/位混合控制的思想,利用牛顿-欧拉法建立了绳牵引康复机器人的动力学模型,推导出绳的拉力和驱动电机控制力矩的计算公式。考虑到该机器人系统具有非线性、强耦合、多输入多输出等特点,采用模糊滑模控制算法来实现骨盆的轨迹跟踪。理论分析和仿真实验结果表明,该控制算法不仅能满足骨盆轨迹跟踪精度的要求,而且具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 绳牵引 康复机器人 力/位控制 模糊滑模控制
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固着磨料双面研磨压力模糊自整定PID控制方法研究 被引量:8
7
作者 高峰 王媛 +2 位作者 李艳 张艳玲 惠烨 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期162-166,共5页
以NUMPOWER1060数控系统为主控单元,结合力-位控制和模糊推理的特点,提出了一种模糊自整定PID参数的力-位控制方法。利用高精度扭矩传感器和力传感器对Z轴电机输出扭矩与研磨压力之间的关系进行了标定,通过检测Z轴输出扭矩间接获得了研... 以NUMPOWER1060数控系统为主控单元,结合力-位控制和模糊推理的特点,提出了一种模糊自整定PID参数的力-位控制方法。利用高精度扭矩传感器和力传感器对Z轴电机输出扭矩与研磨压力之间的关系进行了标定,通过检测Z轴输出扭矩间接获得了研磨压力的大小。根据Z轴进给速度调节因子uv对研磨压力的影响规律,建立了模糊控制规则集,设计了模糊控制PID算法,保证了研磨压力的恒定。工件研磨试验表明该方法提高了工件的表面质量。 展开更多
关键词 研磨压力 力-位控制 模糊自整定PID控制 表面质量
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基于CMAC在线自学习模糊自适应控制的机器人力/位置鲁棒控制 被引量:7
8
作者 魏立新 李二超 王洪瑞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期40-44,共5页
针对机器人系统的未知、不确定、时变和非线性特性,在传统误差学习法的基础上,提出一种CMAC在线自学习模糊自适应控制结构,利用模糊推理机产生的分目标学习误差代替反馈控制器的输出信号训练CMAC,使CMAC的学习与系统的实际跟踪过程相适... 针对机器人系统的未知、不确定、时变和非线性特性,在传统误差学习法的基础上,提出一种CMAC在线自学习模糊自适应控制结构,利用模糊推理机产生的分目标学习误差代替反馈控制器的输出信号训练CMAC,使CMAC的学习与系统的实际跟踪过程相适应,避免了控制器的输出产生振荡或进入饱和状态。仿真结果表明这种控制方案实现了对未知不确定非线性机器人系统的高精度实时力/位置控制。 展开更多
关键词 机器人 力/位置控制 小脑模型联接控制 模糊推理机
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基于模糊RBF神经网络自学习的不确定机器人模糊自适应控制 被引量:5
9
作者 温淑焕 王洪瑞 蔡建羡 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期39-43,共5页
针对机器人系统的不确定、非线性特点,设计了模糊RBF神经网络控制器学习机器人系统的不确定性上界,并利用模糊推理机产生的分目标学习误差进行训练,避免了采用系统直接输出反馈误差进行训练所存在的权值饱和与过调整问题.此外,在反馈回... 针对机器人系统的不确定、非线性特点,设计了模糊RBF神经网络控制器学习机器人系统的不确定性上界,并利用模糊推理机产生的分目标学习误差进行训练,避免了采用系统直接输出反馈误差进行训练所存在的权值饱和与过调整问题.此外,在反馈回路还设计了固定比例增益控制器FC,起着监督的作用,对系统实施渐近稳定的控制.仿真结果表明这种控制方案实现了对机器人系统的高精度控制。 展开更多
关键词 机器人 模糊自适应控制 学习算法 模糊RBF神经网络 自学习 模糊推理机
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曲面零件抛光机器人的力/位混合控制方法 被引量:7
10
作者 丁毓峰 闵新普 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期817-825,共9页
提出了一种针对复杂曲面零件的工业机器人抛光力/位混合控制方法,该方法可以实现稳定的力控制和精确的位置控制,保证不同法向量处材料去除率的一致。根据规划好的具有法矢量的轨迹,结合传感器反馈的力信号和法矢量方向的PI控制器,机器... 提出了一种针对复杂曲面零件的工业机器人抛光力/位混合控制方法,该方法可以实现稳定的力控制和精确的位置控制,保证不同法向量处材料去除率的一致。根据规划好的具有法矢量的轨迹,结合传感器反馈的力信号和法矢量方向的PI控制器,机器人沿曲面法矢量方向修正运动轨迹间接地实现刀具和曲面间接触力的控制。研究表明安装不同抛光刀具的机器人抛光系统具有不同的系统刚度,为了保证系统刚度不同的抛光系统具有较好的接触力跟踪性能,提出了自适应PI控制算法,对抛光系统刚度进行评估和PI参数的调整。仿真和实验结果表明该方法可以很好地实现曲面零件的抛光。 展开更多
关键词 工业机器人 抛光 力/位混合控制 曲面零件 仿真
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基于阻抗的下肢康复外骨骼力与位置控制研究 被引量:6
11
作者 彭二宝 陈昌铎 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期21-25,共5页
为了提升下肢功能损伤患者舒适性和康复效果,弥补常规位置控制的不足,研究了一种基于力与位置阻抗控制的下肢康复外骨骼。利用气体的柔顺性和安全性,采用气动比例技术,以标准步态曲线为参考,以人机交互力矩为约束,实时控制。建立人机动... 为了提升下肢功能损伤患者舒适性和康复效果,弥补常规位置控制的不足,研究了一种基于力与位置阻抗控制的下肢康复外骨骼。利用气体的柔顺性和安全性,采用气动比例技术,以标准步态曲线为参考,以人机交互力矩为约束,实时控制。建立人机动力学模型,搭建实验平台,实现机构仿人步态行走。实验表明,该系统控制效果好,跟踪精度高。人机交互力矩得到有效调整,进一步提升系统安全性、舒适性和稳定性。 展开更多
关键词 下肢康复外骨骼 力与位置控制 阻抗控制 气压驱动 仿人步态
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基于摩擦模型的机器人力/位安全控制方法研究 被引量:5
12
作者 张春涛 王勇 李家旺 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第9期19-26,共8页
针对机器人力/位控制应用的安全问题,提出一种基于动力学模型的快速实用机器人碰撞检测算法。首先,设计机器人力/位安全控制方案,建立基于动力学的碰撞检测数学模型;然后,基于静态LuGre摩擦模型辨识和补偿机器人关节摩擦力,设计简化的... 针对机器人力/位控制应用的安全问题,提出一种基于动力学模型的快速实用机器人碰撞检测算法。首先,设计机器人力/位安全控制方案,建立基于动力学的碰撞检测数学模型;然后,基于静态LuGre摩擦模型辨识和补偿机器人关节摩擦力,设计简化的机器人力/位控制碰撞检测模型;最后,以轻型工业机械臂为实验平台,让机器人执行力/位控制与人类发生碰撞以验证算法的有效性。实验结果表明,提出方法可检测机器人各连杆发生4 N·m以上的异常碰撞,能够有效地实现机器人力/位安全控制,具有一定的工程参考价值。 展开更多
关键词 LuGre摩擦模型 动力学模型 力/位控制 碰撞检测
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一种开放式机器人控制器力/位混合控制的实现方法 被引量:3
13
作者 王磊 柳洪义 郭大忠 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2004年第10期72-74,共3页
针对机器人主动柔顺控制在工程中如何实现的问题 ,开发了一种开放式机器人控制器。此控制器采用“PC+PMAC”的控制结构 ,利用伺服驱动器的两种不同的控制模式 ,提出了一种实用的力 /位混合控制方案 ,给出了相应的硬件和软件的具体实现... 针对机器人主动柔顺控制在工程中如何实现的问题 ,开发了一种开放式机器人控制器。此控制器采用“PC+PMAC”的控制结构 ,利用伺服驱动器的两种不同的控制模式 ,提出了一种实用的力 /位混合控制方案 ,给出了相应的硬件和软件的具体实现。实验表明 ,文章提出的力 展开更多
关键词 开放式机器人控制器 主动柔顺控制 PMAC 力/位混合控制
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三自由度绳牵引平面并联机器人力/位控制研究 被引量:3
14
作者 张立勋 刘攀 +1 位作者 王克义 张今瑜 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2008年第3期22-25,共4页
针对三自由度平面绳牵引并联机器人在如何保持一定绳张力的条件下实现位置控制的问题进行了仿真研究。利用牛顿-欧拉法建立了机器人的包括电机在内的动力学方程。考虑到系统正常工作时绳需要具有一定的张力,给出了力分解模型,提出了一种... 针对三自由度平面绳牵引并联机器人在如何保持一定绳张力的条件下实现位置控制的问题进行了仿真研究。利用牛顿-欧拉法建立了机器人的包括电机在内的动力学方程。考虑到系统正常工作时绳需要具有一定的张力,给出了力分解模型,提出了一种力/位并行控制策略:力回路用于控制绳的张力大小,位置回路用于实现末端轨迹跟踪。最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能够解决绳的张力问题,而且满足对轨迹跟踪要求。 展开更多
关键词 绳牵引力/位控制 并联机器人
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基于命令滤波技术的多机械臂力/位混合控制 被引量:4
15
作者 柳建良 刘加朋 +1 位作者 于金鹏 于海生 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2020年第3期1-8,共8页
针对多机械臂系统(cooperative manipulators system,CMS)位置和力的控制问题,本文基于机械臂动力学方程,构建了CMS模型,将反步法与命令滤波技术相结合,不仅解决了加速度不连续的问题,而且构建了误差补偿系统,提升了跟踪效果;同时,采用... 针对多机械臂系统(cooperative manipulators system,CMS)位置和力的控制问题,本文基于机械臂动力学方程,构建了CMS模型,将反步法与命令滤波技术相结合,不仅解决了加速度不连续的问题,而且构建了误差补偿系统,提升了跟踪效果;同时,采用模糊自适应技术,处理系统中的未知非线性项及干扰项,并基于Lyapunov方法,证明系统的稳定性,为验证所设计的新的控制策略的正确性,在Matlab/Simulink模块搭建仿真实验。仿真结果表明,本文所设计的控制策略,能保证系统具有良好的跟踪效果,且误差可以在极短的时间内收敛到一个极小的值;在物体运动加速度不连续时,虽然命令滤波技术(command filtering control,CFC)和动态面技术(dynamic surface control,DSC)都可以保证物体的位置和内力跟踪到理想的运动轨迹,但是CFC的控制效果要优于DSC的控制效果。说明本文所设计的控制策略可以保证CMS的位置和内力快速的跟踪期望轨迹。该研究具有一定的实际运用价值。 展开更多
关键词 多机械臂系统 力/位混合控制 反步法 命令滤波技术 模糊自适应技术
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行走·定位一体化飞机制孔六足机器人研究 被引量:4
16
作者 刘冬 赵现朝 齐臣坤 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2012年第6期52-55,59,共5页
根据飞机制孔的技术要求,设计了一种飞机制孔六足机器人。机器人采用行走-定位一体化的设计方案,并且具有冗余驱动。首先介绍机器人的构型,对机构的自由度进行了分析,然后建立机器人的运动学和动力学模型,重点研究了机器人的力/位置混... 根据飞机制孔的技术要求,设计了一种飞机制孔六足机器人。机器人采用行走-定位一体化的设计方案,并且具有冗余驱动。首先介绍机器人的构型,对机构的自由度进行了分析,然后建立机器人的运动学和动力学模型,重点研究了机器人的力/位置混合控制策略,最后进行了行走实验和工作平台位姿调整实验。实验表明,力/位置混合控制策略满足制孔机器人行走和定位的性能指标。 展开更多
关键词 STEWART机构 行走·定位一体化 冗余驱动 位置混合控制 飞机制孔
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机械臂力/位跟踪的无源自抗扰控制器设计
17
作者 杨崇英 王金锋 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第5期146-150,共5页
为了提高全方位移动机械臂的力/位跟踪控制精度,设计了无源自抗扰控制器。介绍了全方位移动机械臂工作原理,基于拉格朗日方程建立了移动机械臂系统的动力学方程。根据严格无源系统定义,证明了全方位移动机械臂系统的无源特性。以自抗扰... 为了提高全方位移动机械臂的力/位跟踪控制精度,设计了无源自抗扰控制器。介绍了全方位移动机械臂工作原理,基于拉格朗日方程建立了移动机械臂系统的动力学方程。根据严格无源系统定义,证明了全方位移动机械臂系统的无源特性。以自抗扰控制为基础,通过定义新变量对扩展状态观测器进行改进;针对机械臂系统的无源特性,设计了无源自抗扰控制器。在扰动工况下进行仿真验证,改进扩展状态观测器的扰动估计误差远小于传统扩展状态观测器,且估计速度快于传统扩展状态观测器;无源自抗扰控制器的跟踪累计绝对误差远小于传统自抗扰控制,说明无源自抗扰控制的控制精度高于传统自抗扰控制。仿真结果证明了无源自抗扰控制在全方位移动机械臂控制中的高精度和优越性。 展开更多
关键词 全方位移动机械臂 力/位跟踪 无源控制 自抗扰控制 扩展状态观测器
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拖拉机耕深模糊自动控制方法及其仿真研究 被引量:4
18
作者 商高高 彭怀江 夏勇 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2014年第6期825-829,共5页
通过对基于力位综合调节的开关切换法和加权系数法两种耕深控制方法进行研究,建立了拖拉机电液悬挂系统力位综合调节数学模型,设计了耕深模糊控制器,并运用Matlab/simulink对其建模仿真。结果表明,开关切换法和加权系数法在耕深控制过... 通过对基于力位综合调节的开关切换法和加权系数法两种耕深控制方法进行研究,建立了拖拉机电液悬挂系统力位综合调节数学模型,设计了耕深模糊控制器,并运用Matlab/simulink对其建模仿真。结果表明,开关切换法和加权系数法在耕深控制过程中都没有超调量,耕深稳态误差小于5%,且响应时间在1 s以内,具有较好的响应特性。当受到4000 N的干扰信号时,开关切换法与加权系数均能在1 s以内到达新的稳态,两者耕深减小量均小于40 mm。并且中耕时开关切换法的耕深减小量大于加权系数法;而浅耕时对开关切换法来说,阻力的变化对耕深没有影响。因此,对系统要求不高时可以选用开关切换法作为力位综合调节方式,但加权系数法具有更长远的研究与应用意义。研究结果为电液悬挂系统力位综合调节模糊控制技术的进一步研究及实际应用提供了理论基础。 展开更多
关键词 电液悬挂 力位综合调节 模糊控制 拖拉机 仿真
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基于力觉信息的工业机器人力跟随研究 被引量:2
19
作者 申耀武 唐细永 曾翔 《机械设计》 CSCD 北大核心 2021年第8期97-103,共7页
随着机器人智能化要求的不断提高,需要工业机器人作业可同时满足机器人末端接触力和位置期望跟踪控制,以期具有更好的顺应外部环境的能力,提高作业效率和质量。为此,文中搭建了基于力传感信息的工业机器人力/位控制试验平台,通过在机器... 随着机器人智能化要求的不断提高,需要工业机器人作业可同时满足机器人末端接触力和位置期望跟踪控制,以期具有更好的顺应外部环境的能力,提高作业效率和质量。为此,文中搭建了基于力传感信息的工业机器人力/位控制试验平台,通过在机器人末端安装六维力传感器,并在不同位姿建立机器人重力补偿系统,提出了基于力传感信息的力/位控制算法,完成了基于力传感器机器人末端的力跟随试验。通过试验证明了机器人能够根据力传感器反馈的信息实时地对末端位姿进行调整,实现了顺从外力的功能,同时验证了以此进行的力跟随控制算法的正确性和合理性。 展开更多
关键词 工业机器人 六维力传感器 力/位控制 力跟随
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基于反步法的多机械臂系统力/位混合控制 被引量:3
20
作者 柳建良 于金鹏 +1 位作者 于海生 赵林 《自动化与仪表》 2019年第12期21-28,共8页
该文研究了具有未建模动态和未知扰动的多机械臂系统力/位混合控制问题。首先,通过建立合适的坐标系构建多机械臂系统的动力学模型,并根据内力的性质来实现对力的控制;其次,采用反步法设计适用于多机械臂系统的模糊自适应力/位控制方案... 该文研究了具有未建模动态和未知扰动的多机械臂系统力/位混合控制问题。首先,通过建立合适的坐标系构建多机械臂系统的动力学模型,并根据内力的性质来实现对力的控制;其次,采用反步法设计适用于多机械臂系统的模糊自适应力/位控制方案;最后,采用反步模糊的力/位控制方法保证闭环系统的所有信号均有界,并且使物体的位置跟踪误差和系统的内力误差收敛到原点周围极小的邻域内。该研究具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 模糊自适应 反步法 力/位混合控制 多机械臂
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