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基于变增益自抗扰技术的机器人轨迹跟踪控制方法 被引量：25
1
作者 张磊 鲁凯 +4 位作者 高春侠 刘荣明 丁浩 田伟 洪伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期89-97,共9页
本文针对机器人轨迹跟踪控制精度和初始峰值问题,提出一种变增益自抗扰控制器轨迹跟踪控制方法.首先,采用跟踪微分器将逆运动学解处理为插值点区间,设定插值点选取规则及冲击力目标函数.然后,根据目标函数选取插值点拟合得到的轨迹曲线... 本文针对机器人轨迹跟踪控制精度和初始峰值问题,提出一种变增益自抗扰控制器轨迹跟踪控制方法.首先,采用跟踪微分器将逆运动学解处理为插值点区间,设定插值点选取规则及冲击力目标函数.然后,根据目标函数选取插值点拟合得到的轨迹曲线.最后,在考虑机器人动力学下设计轨迹跟踪控制器.仿真和实验结果表明,优化的方法冲击力减少39.8%,且电机能量消耗降低28.48%.设计的变增益自抗扰控制器轨迹跟踪控制可以准确地跟踪轨迹以及解决峰值问题. 展开更多
关键词 关节机器人 轨迹规划 轨迹跟踪控制 自抗扰技术
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改进的关节机器人神经网络PID控制器 被引量：13
2
作者 李楠 李文鑫 薛方正 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第6期1052-1054,1059,共4页
针对含有建模误差和不确定干扰的关节机器人轨迹快速跟踪控制,提出了一种改进神经网络PID控制器的设计方法。该方法采用了双控制器鲁棒控制,神经网络通过学习PID的输入输出特性,快速补偿关节机器人系统的建模误差和不确定干扰,而利用最... 针对含有建模误差和不确定干扰的关节机器人轨迹快速跟踪控制,提出了一种改进神经网络PID控制器的设计方法。该方法采用了双控制器鲁棒控制,神经网络通过学习PID的输入输出特性,快速补偿关节机器人系统的建模误差和不确定干扰,而利用最小二乘法和收敛后的神经网络输入输出特性优化PID控制参数,能够削弱建模误差对控制效果的干扰。控制器在李雅普诺夫意义下是稳定的。以两关节机械臂为被控对象进行了仿真实验,实验结果表明改进控制器的优越性。 展开更多
关键词 关节机器人 神经网络 PID控制 轨迹跟踪
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关节型机器人运动学仿真及控制系统设计 被引量：10
3
作者 丁云鹏 朱学军 +2 位作者 孙绪强 孟祥秀 陈旭 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第3期546-552,共7页
关节型机器人各运动关节动态特性和控制系统的稳定性直接影响机器人以及轨迹规划的可达性。以IRB140关节型机器人为研究对象,依据标准D-H参数法和空间位姿变换理论推导出机器人正向运动学数学模型,并采用机器人逆运动学和改进后的五次... 关节型机器人各运动关节动态特性和控制系统的稳定性直接影响机器人以及轨迹规划的可达性。以IRB140关节型机器人为研究对象,依据标准D-H参数法和空间位姿变换理论推导出机器人正向运动学数学模型,并采用机器人逆运动学和改进后的五次多项式插值算法实现了机器人在关节空间下进行轨迹规划时各运动关节速度和加速度过渡平滑的目的。最后,搭建机器人控制系统实验平台,实验结果表明,所设计的关节型机器人控制系统能够准确、稳定的控制各关节运动,精准地完成不同运动路径下的夹取搬运任务,满足实际生产工作要求。 展开更多
关键词 关节型机器人 标准D-H参数法 轨迹规划仿真 机器人控制系统
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超声电机驱动多关节机器人位置精确控制 被引量：8
4
作者 孙志峻 邢仁涛 +1 位作者 赵淳生 黄卫清 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期493-499,共7页
该文结合超声电机的运行特点,提出了一种新颖的速度—位置联合反馈控制方式,并在直接驱动的三关节机器人上加以实现.实践证明,位置反馈控制可以获得较高的位置精度,但超声电机的速度变化会显得剧烈,从而导致机器人发生颤振;速度反馈控... 该文结合超声电机的运行特点,提出了一种新颖的速度—位置联合反馈控制方式,并在直接驱动的三关节机器人上加以实现.实践证明,位置反馈控制可以获得较高的位置精度,但超声电机的速度变化会显得剧烈,从而导致机器人发生颤振;速度反馈控制可以保证机器人运行平稳,但不能获得好的位置精度.采用所提出的控制方式后,不仅可以获得高的位置精度,而且可以保证机器人平稳运行. 展开更多
关键词 超声电机 反馈控制 PID 关节机器人
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采用关节机器人的齿轮机床自动上料对齿方法的研究 被引量：8
5
作者 曹斌 秦磊 汪军 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第3期63-65,共3页
通过分析目前齿轮加工过程中的剃齿、珩齿等工序的上料对齿方法,提出了一种采用关节机器人实现齿轮机床自动上料对齿的方法。由上料手爪夹持着待加工齿轮,通过上料手爪相对加工刀具折线型来回摆动接近,使待加工齿轮与加工刀具触碰,在触... 通过分析目前齿轮加工过程中的剃齿、珩齿等工序的上料对齿方法,提出了一种采用关节机器人实现齿轮机床自动上料对齿的方法。由上料手爪夹持着待加工齿轮,通过上料手爪相对加工刀具折线型来回摆动接近,使待加工齿轮与加工刀具触碰,在触碰中获得法向分力产生自转,从而将待加工齿轮和加工刀具逐步调整为可啮合状态。在加工过程中,系统将根据产品参数自动生成合适的动作路径,满足对齿要求。 展开更多
关键词 关节机器人 齿轮机床 上料对齿 触碰
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六轴关节机器人系统结构及其关键技术 被引量：8
6
作者 韩瑜 许燕玲 +2 位作者 花磊 侯震 陈善本 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1521-1525,共5页
介绍了自主研发的JARI6轴关节机器人的系统结构,阐述了JARI6轴关节机器人的一些关键技术,包括关节机械系统优化集成、空间曲线轨迹规划、机器人6轴同步插补和协同解耦控制等技术.
关键词 关节机器人 优化集成 同步插补 协同解耦控制
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基于关节机器人的电弧熔丝焊锻复合增材再制造热锻模修复 被引量：6
7
作者 洪小英 肖贵乾 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期119-125,共7页
为了降低失效热锻模修复成本、提高修复效率,基于ABB工业关节机器人,开发了电孤熔丝焊锻复合增材再制造算法和装备,并用曲轴热锻模具进行再制造修复,以验证算法和装备的有效性。首先,提出增材制造目标模型的分层切片、截面复合填充算法... 为了降低失效热锻模修复成本、提高修复效率,基于ABB工业关节机器人,开发了电孤熔丝焊锻复合增材再制造算法和装备,并用曲轴热锻模具进行再制造修复,以验证算法和装备的有效性。首先,提出增材制造目标模型的分层切片、截面复合填充算法;随后,提出满足增材再制造工艺所需的关节机器人TCP姿态控制算法,以达到控制焊枪与焊接路径夹角的目的,从而提高焊接成形质量;最后,选用失效曲轴热锻模进行了修复实验。结果表明,相较于人工修复,采用该工艺可大幅节约焊接材料并显著降低修复时间。人工修复和自动修复后的热锻模在相同条件下服役后,自动修复的热锻模表面光滑,微裂纹和塌陷缺陷少,比人工修复的热锻模具有更好的表面形貌,模具服役寿命得到显著提高。 展开更多
关键词 电弧熔丝增材制造 焊锻复合 关节机器人 分层切片
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2-DOF关节型机器人轨迹的PCH与PD协调控制 被引量：6
8
作者 迟洁茹 于海生 +2 位作者 杨杰 牛欢 张启杲 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期916-921,共6页
针对二自由度关节型机器人轨迹跟踪控制系统单独使用一种控制方法难以实现快速高效、高精度的问题,设计了基于端口受控哈密顿(PCH)系统与传统PD算法协调控制的方案。端口受控哈密顿(PCH)控制用于确保系统的稳定性问题,传统PD控制主要用... 针对二自由度关节型机器人轨迹跟踪控制系统单独使用一种控制方法难以实现快速高效、高精度的问题,设计了基于端口受控哈密顿(PCH)系统与传统PD算法协调控制的方案。端口受控哈密顿(PCH)控制用于确保系统的稳定性问题,传统PD控制主要用于提高系统响应的快速性问题。采用指数函数作为协调函数以实现协调控制策略,从而适应二自由度机器人的误差扰动。该系统既实现了位置信号的快速跟踪,又使机器人的输出信号控制在较高的误差精度范围内。经仿真验证表明,当机器人的机械系统存在建模误差时,采用端口受控哈密顿与传统PD算法协调控制器的二自由度关节型机器人位置控制系统有效的结合了两种控制方法的优点,该系统的动态性能与稳态性能优良,且能够快速消除误差。 展开更多
关键词 关节型机器人 端口受控哈密顿 PD控制 轨迹跟踪控制
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基于改进SPBO算法的关节机器人动力学参数辨识 被引量：4
9
作者 兰建斌 陈立平 《机床与液压》 北大核心 2023年第5期1-7,共7页
提出一种基于改进学生心理学优化(BSPBO)算法的机器人动力学参数辨识方法。通过Newton-Euler法构建关节型机器人动力学模型,设计符合运动约束的五阶傅里叶级数作为激励轨迹;引入SPBO算法并对其进行如下改进:增加Good Student分类在学生... 提出一种基于改进学生心理学优化(BSPBO)算法的机器人动力学参数辨识方法。通过Newton-Euler法构建关节型机器人动力学模型,设计符合运动约束的五阶傅里叶级数作为激励轨迹;引入SPBO算法并对其进行如下改进:增加Good Student分类在学生种群中所占比例、改善迭代过程中求解变量越界的处理方式,以提高算法的开发能力和全局探索能力,克服SPBO易陷入局部最优的缺陷;以具备关节力矩测量功能的机器人平台为对象,开展动力学参数辨识实验。结果表明:BSPBO算法的收敛精度更高、收敛速度更快,能稳定高效地完成各关节动力学参数的辨识。 展开更多
关键词 学生心理学优化算法 动力学参数 参数辨识 关节型机器人
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轨迹跟踪的混合编码遗传优化模糊PID控制策略 被引量：5
10
作者 王宏涛 蒋清泽 +1 位作者 张强 戴宁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1076-1082,共7页
为进一步提高模糊PID(FPID)控制器应用于关节机器人轨迹跟踪控制的效果,本文提出了一种基于特征参数的混合编码遗传算法优化关节机器人轨迹跟踪模糊PID(GAhybrid-FPID)控制器的方法。提出了运用特征参数表征隶属函数和模糊规则等主要设... 为进一步提高模糊PID(FPID)控制器应用于关节机器人轨迹跟踪控制的效果,本文提出了一种基于特征参数的混合编码遗传算法优化关节机器人轨迹跟踪模糊PID(GAhybrid-FPID)控制器的方法。提出了运用特征参数表征隶属函数和模糊规则等主要设计参数的方法,给出了特征参数与设计参数混合编码的遗传算法编码方法,显著简化了控制器设计过程,缩短了染色体编码长度。设计了基于混合编码方法的模糊PID控制器遗传优化算法,将所设计的遗传算法优化模糊PID控制器的方法应用于六关节机器人轨迹跟踪控制,仿真结果表明:基于混合编码策略的遗传算法均具有更优的寻优效率和寻优结果,本文提出的混合编码遗传算法优化后的机器人轨迹跟踪模糊PID(GAhybrid-FPID)控制器具有更好的轨迹跟踪控制效果,笛卡尔空间轨迹跟踪偏差比未经遗传算法优化的模糊PID(FPID)控制器、经直接编码的遗传算法优化后的模糊PID(GAdirect-FPID)控制器分别小16.6%和9.3%。 展开更多
关键词 关节机器人 轨迹跟踪 特征参数 混合编码 遗传算法 模糊PID控制 模糊控制 PID控制
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环锭细纱机自动接头关键技术研究进展 被引量：2
11
作者 张跃顺 王新厚 何勇 《棉纺织技术》 CAS 北大核心 2023年第10期90-96,共7页
介绍环锭细纱机自动接头技术的发展概况。阐述了环锭纺自动接头过程中断纱监测、钢丝圈定位、自动接头机器人机构及其末端执行器设计等关键技术。指出:断纱监测、断头捕获、钢丝圈准确定位是自动接头的基础;合理设计自动接头机器人机构... 介绍环锭细纱机自动接头技术的发展概况。阐述了环锭纺自动接头过程中断纱监测、钢丝圈定位、自动接头机器人机构及其末端执行器设计等关键技术。指出:断纱监测、断头捕获、钢丝圈准确定位是自动接头的基础;合理设计自动接头机器人机构和末端执行器,使之能够稳定、准确、无冲击地实现纱线夹取和完成预定运动轨迹是自动接头技术的难点;自动接头机器人的设计方案目前已有较多研究成果,按照是否在原断纱筒管上寻找断头可分为“原锭位接头”和“备用纱线接头”。认为:自动监测技术、人工智能技术以及工业机器人技术的应用,促进了环锭细纱自动接头技术不断成熟。 展开更多
关键词 环锭纺 自动接头 接头机器人 原锭位接头 备用纱线接头
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细纱机接头机器人设计方案构想
12
作者 刘文敬 杜卢念 类兴茹 《纺织器材》 2024年第6期17-19,共3页
为提高细纱机效率并降低用工成本,在分析3种细纱机接头机器人技术优缺点的基础上,提出新的细纱机接头机器人设计方案;从行走定位模块、导纱板翻转模块、拔管寻头模块、钢丝圈穿线模块和绕线接头模块的具体功能及关键技术方面,论证其技... 为提高细纱机效率并降低用工成本,在分析3种细纱机接头机器人技术优缺点的基础上,提出新的细纱机接头机器人设计方案;从行走定位模块、导纱板翻转模块、拔管寻头模块、钢丝圈穿线模块和绕线接头模块的具体功能及关键技术方面,论证其技术可行性,并测算经济效益。指出:该细纱机接头机器人设计方案采用立达拔管式寻头接线技术,通过单锭监测系统与接头机器人控制系统对接完成信息数据的集成式管理,实现1台行走的接头机器人配多台细纱机,技术可行并具竞争优势,但其涉及新技术多、复杂度高,可考虑合作开发以降低成本、缩短周期。 展开更多
关键词 细纱机 接头机器人 拔管 寻头 接头 单锭监测 管纱
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基于前馈补偿的关节机器人轨迹跟踪控制研究 被引量：4
13
作者 姜峰 《山东科学》 CAS 2018年第6期93-96,共4页
针对关节机器人的轨迹跟踪控制问题,利用前馈控制的思想,设计了常规PID控制前馈补偿项,有效提高系统的跟踪性能。将该方法应用于GR-II型两关节机器人系统,仿真实验表明该控制方法能保证系统良好的轨迹跟踪性能,并能有效抑制干扰,与常规... 针对关节机器人的轨迹跟踪控制问题,利用前馈控制的思想,设计了常规PID控制前馈补偿项,有效提高系统的跟踪性能。将该方法应用于GR-II型两关节机器人系统,仿真实验表明该控制方法能保证系统良好的轨迹跟踪性能,并能有效抑制干扰,与常规PID控制效果对比,有更好的控制性能。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 前馈补偿 关节机器人
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基于JOGL的关节机器人仿真 被引量：2
14
作者 李贻斌 牟龙芳 《苏州市职业大学学报》 2008年第1期53-56,共4页
JOGL是Java对OpenGLAPI绑定的开源项目,并设计为采用Java开发的应用程序提供3D图形硬件支持。利用JOGL提供的物体建模、平移、旋转等功能,提出灵活的机器人交互设计方案,实现了机器人系统的快速仿真。通过Applet实现了基于Browser/Serve... JOGL是Java对OpenGLAPI绑定的开源项目,并设计为采用Java开发的应用程序提供3D图形硬件支持。利用JOGL提供的物体建模、平移、旋转等功能,提出灵活的机器人交互设计方案,实现了机器人系统的快速仿真。通过Applet实现了基于Browser/Server模式的系统开发,用户可以通过网络远程控制机器人的运动行为,克服了对机器人控制的空间限制,机器人运动模型可以严格按照数学模型构造,仿真具有较高的精确度。 展开更多
关键词 JOGL OPENGL 关节机器人 仿真
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大脑情感学习控制器的两关节机器人运动控制 被引量：3
15
作者 赵国新 宋玉宝 +1 位作者 王安 王展鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第8期139-141,145,共4页
由于关节机器人受摩擦、打滑等非线性因素的影响,传统比例-微分控制在解决高精度非线性控制问题时效果不理想。一种基于大脑情感学习控制器(BELC)的两关节机器人非线性运动控制方法被提出。首先,该方法将BELC应用于基于凯恩法的两关节... 由于关节机器人受摩擦、打滑等非线性因素的影响,传统比例-微分控制在解决高精度非线性控制问题时效果不理想。一种基于大脑情感学习控制器(BELC)的两关节机器人非线性运动控制方法被提出。首先,该方法将BELC应用于基于凯恩法的两关节机器人动力模型中,利用传统比例-微分控制方法设定感官输入信号和奖励信号的函数值。然后,针对BELC模型特点,设计了BELC学习速率的动态响应策略,使其能够依据关节机器人实际运动速度变化率而动态变化。最后,分别对传统比例-微分控制、BELC控制及改进后的BELC控制进行了仿真实验,实验结果表明改进后的基于BELC的两关节机器人能够有效抵抗不确定非线性因素对运动控制的影响,从而提高了系统控制精度和响应速度。 展开更多
关键词 关节机器人 大脑情感学习 运动控制 学习速率 建模仿真
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关节型机器人路径插补控制的研究 被引量：2
16
作者 郑世长 陶柯 《机械工程与自动化》 2016年第5期162-164,共3页
针对应用于搬运作业的4R关节型机器人,提出在关节空间中用多项式插值的方法进行轨迹规划。应用Simatic T-CPU 315T-2DP作为运动控制器、IM174作为通信模块来连接伺服驱动器,通过硬件、软件组态及调用运动控制模块实现机器人各关节轴的... 针对应用于搬运作业的4R关节型机器人,提出在关节空间中用多项式插值的方法进行轨迹规划。应用Simatic T-CPU 315T-2DP作为运动控制器、IM174作为通信模块来连接伺服驱动器,通过硬件、软件组态及调用运动控制模块实现机器人各关节轴的插补运动。 展开更多
关键词 轨迹规划 多项式插补 运动控制 SIMATIC T-CPU 关节型机器人
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链带式关节机器人本体结构设计优化及仿真分析 被引量：2
17
作者 孙令真 张宁波 +1 位作者 李映 林祥智 《现代制造技术与装备》 2020年第12期40-42,51,共4页
校企合作自主研发制作了“链带式关节机器人”样机,主要应用于搬运、码垛、焊接、喷涂和装配等领域。但是,样机体积较大、运行不平稳、制造成本较高,应用效果不理想。对自主研发的“链带式关节机器人”采用本体结构优化设计思路,使用UG... 校企合作自主研发制作了“链带式关节机器人”样机,主要应用于搬运、码垛、焊接、喷涂和装配等领域。但是,样机体积较大、运行不平稳、制造成本较高,应用效果不理想。对自主研发的“链带式关节机器人”采用本体结构优化设计思路,使用UG建模,将优化前后模型导入ANSYS分析软件,对其模态特性进行仿真分析,对比优化前后相关数据,结果表明:优化后的本体结构更轻量化、具备更好的力学性能,可为下一步样机性能改进提供理论依据,提高自主研发多关节工业机器人的市场竞争力。 展开更多
关键词 关节机器人 链带式 设计优化 仿真分析
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关节型机器人高承载轨迹规划方法 被引量：1
18
作者 魏鑫 韩明 杨冬 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第22期9550-9558,共9页
针对机器人在工作过程中存在关节载荷较大等问题,以饰面作业机器人(Hebut-KB机器人)为研究对象,提出了一种面向大载荷施工作业环境下机器人驱动承载能力最优的轨迹规划方法。首先,对Hebut-KB机器人运动学及简化刚体动力学进行分析,使用... 针对机器人在工作过程中存在关节载荷较大等问题,以饰面作业机器人(Hebut-KB机器人)为研究对象,提出了一种面向大载荷施工作业环境下机器人驱动承载能力最优的轨迹规划方法。首先,对Hebut-KB机器人运动学及简化刚体动力学进行分析,使用多目标遗传算法(NSGA-II)求出在满足运动学与动力学约束条件下的多组优化解,然后建立起关节型机器人驱动承载能力的评价指标,最后通过驱动承载能力评价指标选取出潜在最优解。仿真和实验表明,使用驱动承载能力评价函数选取出的解可以达到综合最优效果,有效地提升了机器人的承载能力。 展开更多
关键词 关节型机器人 驱动承载能力指标 多目标遗传算法 轨迹规划
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带延时关节型云机器人内模控制器设计及应用 被引量：1
19
作者 刘立业 《石家庄职业技术学院学报》 2019年第4期8-12,共5页
以关节型云机器人为基础,以云控制中的大延时时间问题为核心,以内模控制为手段,开展大时延背景下关节型云机器人的抗扰动内模控制策略的研究;运用抗干扰内模控制原理,解决关节型云机器人在外界干扰和模型不精确情况下的轨迹跟踪问题;在... 以关节型云机器人为基础,以云控制中的大延时时间问题为核心,以内模控制为手段,开展大时延背景下关节型云机器人的抗扰动内模控制策略的研究;运用抗干扰内模控制原理,解决关节型云机器人在外界干扰和模型不精确情况下的轨迹跟踪问题;在对云控制网络时延特性分析的基础上,将鲁棒控制方法应用到云控制系统中,给出了时延控制算法,解决了网络时延的无界、丢包、乱序等问题. 展开更多
关键词 内模控制 云机器人 关节型机器人 网络时延 动态性能
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二自由度机器人模糊滑模位置控制及仿真 被引量：1
20
作者 李鹏 杨杰 牛欢 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第2期102-107,共6页
针对二自由度关节型机器人的位置控制问题,本文提出了基于模糊算法的滑模位置控制。设计线性滑模面和滑模控制律,通过Matlab模糊控制箱设计模糊控制器,使两者的转矩输出共同作用于机器人系统。滑模控制采用线性滑模面,可使系统在有限的... 针对二自由度关节型机器人的位置控制问题,本文提出了基于模糊算法的滑模位置控制。设计线性滑模面和滑模控制律,通过Matlab模糊控制箱设计模糊控制器,使两者的转矩输出共同作用于机器人系统。滑模控制采用线性滑模面,可使系统在有限的时间段内到达稳态,实时性好;模糊控制可以削弱滑模控制所带来的输出抖动,在模糊控制中加入自适应律,能够实时补偿建模误差及外界干扰信号的影响。借助Adams/Control模块和Matlab/Simulink库,搭建联合仿真控制系统进行仿真验证。仿真结果表明,该控制系统能够有效结合两种控制方法的优点,动态性能和稳态性能良好,并能够在一定程度上消除抖振,满足设计需要。因此,该研究具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 关节型机器人 滑模控制 模糊控制 稳定性
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