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一种新的自组装模块化群体机器人——对接机构设计与自组装控制 被引量:7
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作者 魏洪兴 刘淼 +1 位作者 李德忠 王田苗 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期614-621,共8页
基于新型自组装模块化群体机器人Sambot,研究并实现了多个机器人之间的自主对接与自组装控制.首先,提出了一种由对接卡扣与对接卡槽组成的新型对接机构,它可以使多个Sambot在一定对接偏差范围内,从前、后、左、右4个方向同时进行对接;其... 基于新型自组装模块化群体机器人Sambot,研究并实现了多个机器人之间的自主对接与自组装控制.首先,提出了一种由对接卡扣与对接卡槽组成的新型对接机构,它可以使多个Sambot在一定对接偏差范围内,从前、后、左、右4个方向同时进行对接;其次,采用基于行为的控制方法,仅依赖机器人自身红外传感器的局部感知和通信能力,实现了对接机器人寻找目标、导航和自主对接等自组装行为;最后,成功完成了两个Sambot的自主对接与自组装控制实验.实验结果表明,本文提出的自组装控制方法可以直接扩展到多个Sambot的情形,来构建任意构型的集合体机器人. 展开更多
关键词 自组装 自主对接 基于行为的控制 自主移动机器人 对接机构
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面向分体式飞行汽车自主对接的自动驾驶底盘运动规划方法研究
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作者 郄天琪 王伟达 +2 位作者 杨超 李颖 项昌乐 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期235-244,共10页
飞行汽车是引领汽车行业未来技术发展的战略新兴方向,分体式飞行汽车作为飞行汽车的主流构型之一,由自动驾驶底盘、智能操控座舱和垂直起降飞行器三部分组成,为完成各部分的自主对接和组合,自动驾驶底盘需要沿规划的路径精确行驶至起飞... 飞行汽车是引领汽车行业未来技术发展的战略新兴方向,分体式飞行汽车作为飞行汽车的主流构型之一,由自动驾驶底盘、智能操控座舱和垂直起降飞行器三部分组成,为完成各部分的自主对接和组合,自动驾驶底盘需要沿规划的路径精确行驶至起飞行器正下方。当前运动规划方法缺乏对来自传感器、控制器和执行器等诸多不确定因素的考虑,导致路径跟踪过程中底盘行驶轨迹偏离规划轨迹,难以精确行驶至预定位置,完成对接。为解决这一问题,提出一种基于长短期记忆网络(Long short-term memory,LSTM)车辆模型的自动驾驶底盘轨迹规划方法。采用LSTM网络表征自动驾驶底盘的运动学特性,在此基础上建立车辆运动学模型。基于该模型,构建模型预测控制架构下的滚动时域优化问题。进而采用基于向量加权平均值的优化方法求解该非线性优化问题,得到符合底盘运动学特性的行驶轨迹。基于团队研制的分体式飞行汽车样机,将提出的规划方法进行试验验证。在转弯场景中,采用提出的方法的底盘平均纵向位置偏差、最大纵向位置偏差与传统模型预测控制(Model predictive control,MPC)方法相比分别下降了78.89%、79.64%和86.67%。 展开更多
关键词 分体式飞行汽车 自主对接 运动规划 模型预测控制
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软式拖曳捕获器自主对接控制系统设计与车载试验
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作者 罗飞 胡志勇 +2 位作者 李军府 马泽孟 艾俊强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期35-51,F0002,共18页
软式拖曳捕获器受尾流场扰动、刚柔耦合多体牵引系统约束、载机振动等扰动,导致捕获器末端运动复杂,自主对接与捕获控制难度高。针对软式拖曳捕获器自主对接与捕获控制系统,设计了满足自主对接与捕获控制要求的直接力位姿解耦控制,并集... 软式拖曳捕获器受尾流场扰动、刚柔耦合多体牵引系统约束、载机振动等扰动,导致捕获器末端运动复杂,自主对接与捕获控制难度高。针对软式拖曳捕获器自主对接与捕获控制系统,设计了满足自主对接与捕获控制要求的直接力位姿解耦控制,并集成基于机器学习的视觉定位传感系统,形成了整套软式拖曳捕获器自主对接与捕获无人机控制系统。通过按照相似准则搭建的车载试验测试平台,对所设计的软式拖曳捕获器自主对接控制系统进行地面车载试验测试,结合捕获器动力学建模分析,开展直接力位置阻尼与操纵控制模块仿真优化与多轮次车载试验参数整定,形成了适用于软式拖曳捕获器空中自主对接与捕获的控制系统,可用于下一步空基全尺寸软式拖曳捕获器自主对接与捕获试验。 展开更多
关键词 无人机回收 自主对接控制 直接力控制 软式拖曳捕获器 车载试验
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群体机器人自组装的分布式控制方法与实验研究
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作者 徐敏 魏洪兴 蔡颖鹏 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1178-1183,共6页
基于自组装模块化机器人平台Sambot,提出了一种分布式的自组装控制方法,并用5个Sambot机器人,成功实现了4足构型的自组装实验。用此方法可使每个对接机器人仅依赖红外传感器的局部感知和通信能力,通过漫游、导航、自主对接行为实现与种... 基于自组装模块化机器人平台Sambot,提出了一种分布式的自组装控制方法,并用5个Sambot机器人,成功实现了4足构型的自组装实验。用此方法可使每个对接机器人仅依赖红外传感器的局部感知和通信能力,通过漫游、导航、自主对接行为实现与种子机器人的自主对接。这种自组装控制方法可以直接扩展到多个Sambot执行,以构建任意构型的集合体机器人。 展开更多
关键词 自组装 群体机器人 自主对接 分布式控制 基于行为的控制
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类二次型最优控制方法在自主对接控制中的应用研究
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作者 刘忠汉 吴宏鑫 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期44-49,共6页
针对参数已知的线性定常二阶系统 ,本文给出了直接求解 Riccati方程的方法 ,并在此基础上 ,将该方法得到的结果应用到参数未知的线性定常或慢时变系统中 ,使用估计参数直接求出反馈增益矩阵 ,提出了一种类二次型最优控制方法 。
关键词 二次型最优控制 自主对接控制 线性定常二阶系统 反馈增益矩阵
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非线性动态逆空中加油自主对接控制
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作者 王健 董新民 +2 位作者 王海涛 窦和锋 彭轲 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2015年第1期30-34,共5页
为实现无人机空中加油自主对接控制,建立了尾流影响下的UAV六自由度模型。基于非线性动态逆,设计了空中加油自主对接控制律。在常规非线性动态逆控制律设计的基础上,改进了航迹、姿态、角速率和自动油门等回路。通过设计航迹跟踪控制律... 为实现无人机空中加油自主对接控制,建立了尾流影响下的UAV六自由度模型。基于非线性动态逆,设计了空中加油自主对接控制律。在常规非线性动态逆控制律设计的基础上,改进了航迹、姿态、角速率和自动油门等回路。通过设计航迹跟踪控制律和动态逆自动油门,实现了对锥套位置的跟踪和对接;考虑协调转弯约束和爬升速率约束,在设计过程中以姿态角代替气流角,克服了气流角控制带来的幅值、速率过大的问题,使受油机的控制更加稳定。最后通过仿真,验证了动态逆自主对接控制律的有效性。 展开更多
关键词 空中加油 自主对接控制 非线性动态逆
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基于摄像头的群体机器人的控制算法研究
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作者 张宇超 魏洪兴 +1 位作者 杨博 蒋灿灿 《机械工程与自动化》 2018年第3期1-4,7,共5页
在第一代自组装模块化群体机器人Sambot的设计基础上,采用激光定位和摄像头模块进行信息采集,重新设计出了新一代自组装模块化群体机器人SambotⅡ。详细叙述了SambotⅡ机器人的视觉控制算法,通过相关的摄像头和激光实验验证了该算法的... 在第一代自组装模块化群体机器人Sambot的设计基础上,采用激光定位和摄像头模块进行信息采集,重新设计出了新一代自组装模块化群体机器人SambotⅡ。详细叙述了SambotⅡ机器人的视觉控制算法,通过相关的摄像头和激光实验验证了该算法的可行性。最后设计了两个SambotⅡ机器人的自主对接实验,展示了实验结果并对结果进行了分析,证明了SambotⅡ机器人整体方案的可行性。 展开更多
关键词 自组装 模块化 群体机器人 自主对接 控制算法
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自主交会对接若干问题 被引量:49
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作者 吴宏鑫 胡海霞 +1 位作者 解永春 王颖 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期132-137,143,共7页
自主交会对接是交会对接技术的发展趋势。本文首先介绍了国际上自主交会对接的研究概况 ,然后研究了假设目标航天器为刚体 ,运动在圆轨道或近圆轨道上 ,追踪航天器与目标航天器在近距离范围内实现自主交会对接的若干问题 ,即信息自主获... 自主交会对接是交会对接技术的发展趋势。本文首先介绍了国际上自主交会对接的研究概况 ,然后研究了假设目标航天器为刚体 ,运动在圆轨道或近圆轨道上 ,追踪航天器与目标航天器在近距离范围内实现自主交会对接的若干问题 ,即信息自主获取的测量技术 ,智能自主的控制技术和保证飞行状态及避免碰撞的人工智能技术。为实现自主交会对接 ,智能控制是非常重要的手段。 展开更多
关键词 自主交会对接 交会对接技术 航天器 人工智能技术
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非合作式自主交会对接的终端接近模糊控制 被引量:30
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作者 陈统 徐世杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期416-421,共6页
研究了非合作式自主交会对接(AR&D)的终端接近问题。文中根据视线相对运动方程,设计了一个模糊控制器来实现终端接近制导。通过选择合适的模糊输入变量,设计了三个通道独立的模糊规则库。用乘积推理机、单值模糊器和中心平均解模糊... 研究了非合作式自主交会对接(AR&D)的终端接近问题。文中根据视线相对运动方程,设计了一个模糊控制器来实现终端接近制导。通过选择合适的模糊输入变量,设计了三个通道独立的模糊规则库。用乘积推理机、单值模糊器和中心平均解模糊公式获得模糊控制器输出。最后,本文用精确的轨道模型进行了数值仿真,验证了该模糊控制器是可行的,该控制器满足非合作式自主交会对接终端接近的高精度、安全无碰撞的要求。 展开更多
关键词 自主交会对接 非合作目标 模糊控制
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基于双目视觉的无人机自主空中对接系统设计
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作者 付一方 胡欣悦 +2 位作者 黄与陆 王斑 黄江涛 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期52-69,共18页
针对自主空中加油中对精度、效率和安全性要求最高的自主空中对接任务,设计了一个基于双目视觉的无人机自主空中对接系统。首先,搭建基于双目视觉和YOLOv4-Tiny网络模型的目标检测与定位模块,对不同环境下获取的锥套图像数据集进行了数... 针对自主空中加油中对精度、效率和安全性要求最高的自主空中对接任务,设计了一个基于双目视觉的无人机自主空中对接系统。首先,搭建基于双目视觉和YOLOv4-Tiny网络模型的目标检测与定位模块,对不同环境下获取的锥套图像数据集进行了数据增强处理,对模块的测试结果表明其可在各种复杂环境下完成锥套识别定位,且可以将深度估计误差保持在2%以内;随后,为使对接过程中的无人机控制器能够在外界强扰动环境下兼顾控制精度和鲁棒性,在四旋翼无人机测试平台上进行了无人机动力学建模和基于干扰观测器的主动抗扰控制律设计,并对控制律设计的有效性进行仿真验证;最后,在四旋翼无人机平台上开展自主空中对接飞行实验验证,实验结果表明,设计的系统结构合理,在外界强风干扰下能够保持对接过程姿态稳定,且可以进行准确的锥套识别与定位,顺利、高效地完成无人机自主空中对接任务。 展开更多
关键词 自主空中加油 双目视觉 自主空中对接系统 干扰观测器 主动抗扰控制
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非合作式自主交会对接的自适应鲁棒控制
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作者 李斌 冯云昊 +1 位作者 王强 杜柳 《现代电子技术》 2011年第17期163-165,168,共4页
研究非合作式自主交会对接的近距离接近问题,以一个翻转卫星的平面追踪问题为例子,用交会对接过程中外界干扰的估计值构造能量函数,根据Lyapunov稳定判据提出一种自适应鲁棒控制率。最后进行的数字仿真验证了该控制率是可行的,并且满足... 研究非合作式自主交会对接的近距离接近问题,以一个翻转卫星的平面追踪问题为例子,用交会对接过程中外界干扰的估计值构造能量函数,根据Lyapunov稳定判据提出一种自适应鲁棒控制率。最后进行的数字仿真验证了该控制率是可行的,并且满足非合作式自主交会对接的高精度和抗干扰的要求。 展开更多
关键词 自主交会对接 非合作目标 LYAPUNOV函数 自适应鲁棒控制
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空间寻的交会的自主控制 被引量:1
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作者 王旭东 潘科炎 章仁为 《航天控制》 CSCD 北大核心 1990年第3期33-42,32,共11页
自主交会控制是当代面向21世纪的一项重要航天高技术。本文试图在分析研究国内外已有研究成果的基础上,提出适合我国交会控制发展的技术途径、方案及其制导、导航和控制系统的设计。
关键词 交会 自主控制 寻的制导 航天器
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