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欠驱动冗余度机器人运动优化控制 被引量:8
1
作者 何广平 陆震 王凤翔 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期16-20,共5页
研究了具有多个被动关节的欠驱动冗余机器人的运动优化控制问题。基于滑模变结构控制方法 ,首先实现了被动关节位置控制 ;进一步利用“虚拟模型引导控制”方法实现了欠驱动冗余度机器人的连续轨迹运动优化控制 ;通过平面三连杆机器人臂... 研究了具有多个被动关节的欠驱动冗余机器人的运动优化控制问题。基于滑模变结构控制方法 ,首先实现了被动关节位置控制 ;进一步利用“虚拟模型引导控制”方法实现了欠驱动冗余度机器人的连续轨迹运动优化控制 ;通过平面三连杆机器人臂进行了避障运动仿真 。 展开更多
关键词 欠驱动 冗余度 机器人 优化控制 运动控制
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基于SMA丝驱动的仿人手指传动结构设计与研究 被引量:7
2
作者 郝丽娜 郭少飞 陈洋 《机械传动》 CSCD 北大核心 2017年第2期104-107,共4页
由于SMA驱动器具有结构简单、控制简单、功率密度大的特性,在仿人灵巧手的驱动装置中得到广泛研究。但是在实际应用中存在驱动位移小的问题,需要将驱动器放置到手臂中来增加驱动位移。采用模块化的欠驱动手指结构设计,将形状记忆合金丝... 由于SMA驱动器具有结构简单、控制简单、功率密度大的特性,在仿人灵巧手的驱动装置中得到广泛研究。但是在实际应用中存在驱动位移小的问题,需要将驱动器放置到手臂中来增加驱动位移。采用模块化的欠驱动手指结构设计,将形状记忆合金丝直接作为传动和驱动部件,设计了驱动位移放大结构,并采用永磁铁作为复位结构,实现了驱动与传动的一体式轻量化设计。对仿人灵巧手的传动结构进行了分析。通过3D打印手指模型并组装了单根手指,实现了对日常用品的抓取操作。 展开更多
关键词 SMA驱动器 预拉伸 永磁铁 位移放大 欠驱动
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抑制桥式起重机变频率摆动的优化复合输入整形器 被引量:5
3
作者 刘华森 程文明 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3044-3049,共6页
针对桥式起重机欠驱动吊车在惯性力等作用下会产生残余摆动的问题,提出基于起重机变频率摆动抑制的优化复合输入整形器主动控制方法。建立桥式起重机摆动的动力学模型,并研究桥式起重机摆动频率的概率分布;为增强桥式吊车残余摆动的抑... 针对桥式起重机欠驱动吊车在惯性力等作用下会产生残余摆动的问题,提出基于起重机变频率摆动抑制的优化复合输入整形器主动控制方法。建立桥式起重机摆动的动力学模型,并研究桥式起重机摆动频率的概率分布;为增强桥式吊车残余摆动的抑制效果以及控制的鲁棒性,根据桥式起重机的摆动概率分布有针对性地设计优化的多模态复合输入整形器作为前馈控制输入。将前馈控制与桥式吊车自身的摆动频率特性相结合,从而提高桥式吊车控制系统的频率鲁棒性。经过优化的复合多模态复合输入整形器的控制,桥式起重机的摆动幅度下降。 展开更多
关键词 欠驱动系统 摆动概率分布 复合输入整形 摆动抑制
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Energy shaping for coordinating internally actuated vehicles 被引量:1
4
作者 Fan Wu~(a) and Zhiyong Geng~(b) The State Key Laboratory for Turbulence and Complex Systems,Peking University,Beijing 100871,China 《Theoretical & Applied Mechanics Letters》 CAS 2011年第2期76-80,共5页
This paper considers the stable coordination problem of two vehicles equipping with internal moving mass actuators.The coordinating and stabilizing control are derived by energy shaping. The proposed method is physica... This paper considers the stable coordination problem of two vehicles equipping with internal moving mass actuators.The coordinating and stabilizing control are derived by energy shaping. The proposed method is physically motivated and avoids cancelation or domination of nonlinearities. 展开更多
关键词 moving mass actuator under actuated energy shaping STABILIZATION
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水下无人航行器运动控制技术探讨 被引量:2
5
作者 徐彤 《机电设备》 2015年第S1期15-18,共4页
运动控制技术是水下无人航行器完成作业任务的关键技术之一。首先介绍了国内外关于航行器的运动控制技术发展概况,接着对影响航行器动态控制性能的因素进行分析,最后提出了一种适合欠驱动航行器水下运动的控制方法。
关键词 水下无人航行器 运动控制 欠驱动
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基于模糊控制的立筒仓清理机器人转动调节研究
6
作者 曹毅 郑金芳 刁伟华 《中国农机化学报》 北大核心 2013年第4期246-251,203,共7页
针对立筒仓清理机器人这一典型的柔性欠驱动机械系统的控制问题,提出了一种基于模糊原理的控制算法。本文首先给出了机器人工作环境和基本结构,简要介绍了机器人转动过程中结构的变化和相应的建模方法。针对机器人柔性欠驱动的特点和变... 针对立筒仓清理机器人这一典型的柔性欠驱动机械系统的控制问题,提出了一种基于模糊原理的控制算法。本文首先给出了机器人工作环境和基本结构,简要介绍了机器人转动过程中结构的变化和相应的建模方法。针对机器人柔性欠驱动的特点和变结构运动问题,采用了基于模糊算法的控制器,并详细的讨论了算法的构建过程。最后通过Matlab/Simulink与MSC.ADAMS软件对建模与控制过程进行了仿真与分析,说明了系统建模与控制算法的有效性。 展开更多
关键词 模糊控制 筒仓清理机器人 转动调节 欠驱动
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仿蛙机器人起跳阶段动力学及仿真分析
7
作者 芦晨军 孙军超 祁松 《应用科技》 CAS 2016年第1期51-55,80,共6页
针对弹跳机器人高驱动功率的要求,设计了一种含有弹簧储能机构的间歇式跳跃仿蛙机器人。为了分析机器人在弹簧储能机构驱动下的起跳运动规律,对机器人起跳阶段的动力学进行了研究。首先建立了简化的机器人机构模型,并采用D-H方法建立了... 针对弹跳机器人高驱动功率的要求,设计了一种含有弹簧储能机构的间歇式跳跃仿蛙机器人。为了分析机器人在弹簧储能机构驱动下的起跳运动规律,对机器人起跳阶段的动力学进行了研究。首先建立了简化的机器人机构模型,并采用D-H方法建立了机器人起跳阶段的位置、速度和加速度方程;然后根据多刚体动力学拉格朗日方法推导了机器人起跳阶段的动力学方程,并利用MATLAB对拉格朗日方程进行数值求解,得到了机器人起跳阶段的关节角度变化规律、质心运动轨迹和起跳完成时刻质心速度。最后利用ADAMS进行了起跳阶段的动力学仿真,验证了动力学方程数值求解结果的有效性。 展开更多
关键词 跳跃机器人 仿生机器人 多刚体动力学 欠驱动 拉格朗日方程
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欠驱动机器人手指实验平台的设计
8
作者 张鑫 陈文锐 张可科 《装备制造技术》 2013年第2期21-23,共3页
基于三关节绳索驱动的欠驱动机器人手指,设计了手指实验平台。该实验平台由平台机构、平台控制系统和VICON红外光点三维运动分析系统组成。平台机构采用海顿直线步进电机驱动导轨滑块,从而牵引绳索控制手指弯曲和伸展;平台控制系统采用D... 基于三关节绳索驱动的欠驱动机器人手指,设计了手指实验平台。该实验平台由平台机构、平台控制系统和VICON红外光点三维运动分析系统组成。平台机构采用海顿直线步进电机驱动导轨滑块,从而牵引绳索控制手指弯曲和伸展;平台控制系统采用DSPF2812作为主控制器,通过驱动器控制直线步进电机的转动;VICON红外光点三维运动分析系统采用6台VICON红外摄影机对标记点进行运动捕捉,其数据通过VICON资料处理器导出至PC端进行处理。实验平台可以对三关节欠驱动机器人手指进行抓取性能和运动轨迹的分析。 展开更多
关键词 欠驱动 机器人手指 实验平台 运动捕捉
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含有非驱动关节机器人的学习控制 被引量:10
9
作者 栾楠 明爱国 +1 位作者 赵锡芳 陈建平 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期144-148,170,共6页
含有非驱动关节的机器人的运动控制比一般的机器人要困难得多 .因为非驱动关节不能直接控制 ,系统属于非完全可控系统 ,一般的光滑反馈控制方法对这样的系统是无效的 .本文提出了一种学习控制的方法 ,通过学习获得高精度的前馈控制 ,实... 含有非驱动关节的机器人的运动控制比一般的机器人要困难得多 .因为非驱动关节不能直接控制 ,系统属于非完全可控系统 ,一般的光滑反馈控制方法对这样的系统是无效的 .本文提出了一种学习控制的方法 ,通过学习获得高精度的前馈控制 ,实现欠驱动机器人的高精度运动控制 ,并在一台实际的欠驱动机器人上进行了实验 。 展开更多
关键词 非驱动关节 欠驱动系统 学习控制 非线性优化 运动控制 机器人
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欠驱动机器人的最优轨道生成与实现 被引量:15
10
作者 栾楠 明爱国 +1 位作者 赵锡芳 陈建平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1422-1425,1434,共5页
提出了一种基于学习的动力学前馈方法 ,解决了欠驱动系统由于系统不完全可控造成的反馈控制失效、运动轨道难以实现的问题 .在此基础上提出了学习 -优化交替式最优运动轨道生成方法 ,该方法将轨道优化与学习控制相结合 ,所生成轨道可以... 提出了一种基于学习的动力学前馈方法 ,解决了欠驱动系统由于系统不完全可控造成的反馈控制失效、运动轨道难以实现的问题 .在此基础上提出了学习 -优化交替式最优运动轨道生成方法 ,该方法将轨道优化与学习控制相结合 ,所生成轨道可以在欠驱动机器人上实际操作 .对一台实际的欠驱动机器人实现了最优轨道生成 ,并进行了动作实验 。 展开更多
关键词 欠驱动机器 最优轨道生成 欠驱动系统 非驱动关节 学习控制 轨道优化 前馈控制
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基于Matlab/Simulink的欠驱动机械臂仿真实验 被引量:12
11
作者 赵海滨 刘冲 +2 位作者 陆志国 颜世玉 于清文 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2018年第6期135-138,143,共5页
根据动力学方程,利用Matlab/Simulink建立了欠驱动两杆机械臂Pendubot的仿真模型和控制器。控制器包括摆起控制器、平衡控制器和切换控制器。摆起控制器采用部分反馈线性化方法,平衡控制器采用线性二次型调节器(LQR)。首先进行Pendubot... 根据动力学方程,利用Matlab/Simulink建立了欠驱动两杆机械臂Pendubot的仿真模型和控制器。控制器包括摆起控制器、平衡控制器和切换控制器。摆起控制器采用部分反馈线性化方法,平衡控制器采用线性二次型调节器(LQR)。首先进行Pendubot系统的摆起控制,然后当接近竖直向上的位置时,将控制器转换为平衡控制器。该仿真实验有利于培养学生的实际动手能力、独立思考能力和创新能力。 展开更多
关键词 Pendubot系统 欠驱动机械臂 摆起控制 平衡控制 部分反馈线性化
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基于超扭曲算法的解耦非奇异快速终端滑模 被引量:6
12
作者 涂宇 王怡 +1 位作者 吴志海 罗斐 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第2期271-277,共7页
针对一类四阶欠驱动系统解耦终端滑模控制存在的奇异现象和滑模抖动问题,提出了一种新型的超扭曲解耦非奇异快速终端滑模控制(Super Twisted Decoupled Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode Control, STDNFTSMC)。将欠驱动系统分为... 针对一类四阶欠驱动系统解耦终端滑模控制存在的奇异现象和滑模抖动问题,提出了一种新型的超扭曲解耦非奇异快速终端滑模控制(Super Twisted Decoupled Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode Control, STDNFTSMC)。将欠驱动系统分为两个子系统分别设计非奇异快速终端滑模面,利用其中一个子系统滑动面的饱和函数来构造一个中间变量,将该变量引入到另一个子系统的滑动面中,构造出整个系统的滑动面。采用等效控制法和超扭曲趋近律求解系统的控制律,有效的消除了抖振现象,提高了系统的鲁棒性。利用Lyapunov方法证明了各系统滑模面的渐近稳定性,仿真实验验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 欠驱动系统 超扭曲算法 解耦滑模 非奇异快速终端滑模
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Lyapunov稳定性分析在欠驱动船舶路径跟踪的应用 被引量:1
13
作者 夏云青 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第16期137-140,共4页
欠驱动船舶系统的非线性位置控制,因为建模参数控制的不确定性,对于欠驱动运动方程中的某些变量并不能很好的控制。为此,本文基于Lyapunov稳定性原理,对欠驱动控制方法的应用展开探讨,通过对其多特征值、轨迹跟踪和位置控制问题进行研究... 欠驱动船舶系统的非线性位置控制,因为建模参数控制的不确定性,对于欠驱动运动方程中的某些变量并不能很好的控制。为此,本文基于Lyapunov稳定性原理,对欠驱动控制方法的应用展开探讨,通过对其多特征值、轨迹跟踪和位置控制问题进行研究,提出一种多特征自适应融合的算法。同时通过借助视频目标跟踪自适应融合的方式,能够提高欠驱动船舶路径跟踪的精确性。 展开更多
关键词 Lyapunov稳定性分析 欠驱动船舶 路径跟踪
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欠驱动步行机器人自抗扰控制系统的设计与分析 被引量:4
14
作者 费蓝冰 楼飞 缪国斌 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期541-547,共7页
完全被动机器人具有局部稳定性,只有在斜坡上步行周期才能够收敛到一个恒定的不动点,而其他情况下,它步行周期的稳定性会被打破,难以保持步行的稳定性.针对这种情况设计了一种欠驱动步行机器人,为了提高其行走能力,开发了一种基于人体... 完全被动机器人具有局部稳定性,只有在斜坡上步行周期才能够收敛到一个恒定的不动点,而其他情况下,它步行周期的稳定性会被打破,难以保持步行的稳定性.针对这种情况设计了一种欠驱动步行机器人,为了提高其行走能力,开发了一种基于人体参数欠驱动步行机器人自抗扰控制系统.该控制器是结合欠驱动行走理论,基于多通道自抗扰控制方法,以"不动点"作为系统的输入状态变量,对机器人系统实现解耦控制,实现行走.利用Simulink进行建模仿真,分析结果表明:该控制器简单有效,能够帮助机器人实现欠驱动步行;在外界扰动作用下仍能快速收敛到稳定区间,大幅提升了机器人鲁棒性. 展开更多
关键词 被动步行机器人 自抗扰控制系统 解耦控制 SIMULINK 欠驱动步行
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一类欠驱动系统的模型参考自适应控制方法 被引量:1
15
作者 杨鹏程 谭鑫 +3 位作者 郑艳秋 黎婧 蒲笑非 向思宇 《科技创新与应用》 2022年第10期124-128,132,共6页
以开放贮液容器运动为代表的一类欠驱动系统中液体的晃动不仅会对系统的稳定性造成影响,还会严重影响系统响应的精确性、工作效率以及安全性等。现有的大量研究表明,液体晃动抑制控制需要建立严格的数学模型和实时测量系统运行过程中的... 以开放贮液容器运动为代表的一类欠驱动系统中液体的晃动不仅会对系统的稳定性造成影响,还会严重影响系统响应的精确性、工作效率以及安全性等。现有的大量研究表明,液体晃动抑制控制需要建立严格的数学模型和实时测量系统运行过程中的状态信息,并且对于这一类欠驱动系统中的未建模动态、非线性以及系统在运行中的干扰的处理还存在诸多问题。因此,文章针对这一类欠驱动系统中的各种不确定性,提出基于Lyapunov稳定性的模型参考液体晃动抑制自适应控制方法,实现贮液容器位移的快速精确响应、液体的晃动抑制和系统输入能量最小等运动过程中的多目标的优化,最后通过仿真研究和分析,验证其控制方法的有效性和自适应性。 展开更多
关键词 欠驱动系统 模型参考自适应 二次最优控制 晃动抑制
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欠驱动机械手关键技术对比及运动结构设计
16
作者 夏鹏超 姜淑凤 +1 位作者 何鑫林 柯寅峰 《高师理科学刊》 2021年第11期35-39,43,共6页
现代自动加工领域与工程机械等工业机器人行业用全驱动机械结构实现技术,因其结构复杂,并需要多动力源驱动的控制难等成为行业技术难题,设计欠驱动机械手是一种质量轻,驱动少且可实现自适应抓握等优势的解决方案.通过对比欠驱动机械手... 现代自动加工领域与工程机械等工业机器人行业用全驱动机械结构实现技术,因其结构复杂,并需要多动力源驱动的控制难等成为行业技术难题,设计欠驱动机械手是一种质量轻,驱动少且可实现自适应抓握等优势的解决方案.通过对比欠驱动机械手的研究现状,描述欠驱动机械手的驱动器,连杆式、腱式欠驱动机械手的组成及运动原理,对比自由度与优缺点,设计出一款三指连杆式欠驱动机械结构及其零部件,并分析了欠驱动机械结构的未来发展趋势与应用领域优势.结果表明,欠驱动机械手朝着结构更简单,机型更小,智能化程度更高、更精准的施动对象等特征发展. 展开更多
关键词 欠驱动机械手 功能对比分析 连杆式传动
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欠驱动系统控制方法实现导弹时间与角度协同 被引量:1
17
作者 张友根 张友安 贾永强 《海军航空工程学院学报》 2011年第2期126-130,140,共6页
首先,给出弹目距离与视线角控制的二阶欠驱动系统的标准形式,选取这两个相关的系统状态分别构造滑模平面,滑模面能够保证系统状态的跟踪;然后,选取李雅普诺夫函数,采用李雅普诺夫稳定定理求取最终的控制量,保证两个滑模面渐近稳定,实现... 首先,给出弹目距离与视线角控制的二阶欠驱动系统的标准形式,选取这两个相关的系统状态分别构造滑模平面,滑模面能够保证系统状态的跟踪;然后,选取李雅普诺夫函数,采用李雅普诺夫稳定定理求取最终的控制量,保证两个滑模面渐近稳定,实现对撞击时间与撞击角度的同时控制;最后,在时间控制基本完成后,切换为角度精确控制。 展开更多
关键词 李雅普诺夫稳定性 欠驱动系统 撞击时间 撞击角度
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抑制吊重残余摆动的起重小车运动轨迹规划 被引量:1
18
作者 刘华森 程文明 李银启 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期17-23,共7页
针对桥式起重机欠驱动吊重在惯性力等作用下会产生残余摆动的问题,对起重机吊重的摆动进行相平面分析,提出抑制吊重残余摆动的起重小车运动轨迹规划.首先建立有阻尼摆动的起重机系统动力学模型,采用相平面分析法研究3种起重小车加速度... 针对桥式起重机欠驱动吊重在惯性力等作用下会产生残余摆动的问题,对起重机吊重的摆动进行相平面分析,提出抑制吊重残余摆动的起重小车运动轨迹规划.首先建立有阻尼摆动的起重机系统动力学模型,采用相平面分析法研究3种起重小车加速度曲线对吊重残余摆动的影响.构建李雅普诺夫函数从而得到基于吊重等效能量控制的起重小车动态加速度运动轨迹曲线.仿真结果表明:基于吊重等效能量控制的起重小车轨迹规划能有效减小吊重的摆动幅度,起重小车的运行加速度曲线更为平滑.当起重小车加速度与吊重摆动的方向相同时,起重小车的加速度越大,吊重等效能量减少的速度越快.当吊重初始摆角为0. 087 rad时,基于吊重等效能量运动轨迹规划的起重小车在7. 9 s后使吊重摆动达到允许摆角范围内. 展开更多
关键词 欠驱动系统 轨迹规划 相平面分析 残余摆动 桥式起重机
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一种应用于欠驱动航天器的姿态控制方法研究
19
作者 刘美师 吴敬玉 +1 位作者 王文妍 杨盛庆 《上海航天》 CSCD 2017年第2期106-111,共6页
对欠驱动航天器的姿态控制进行了研究,设计了一种可适于多种情况的分段解耦控制器,用分段解耦的方法解决了欠驱动控制系统输入输出维数不统一的问题。由动力学方程中的耦合项建立姿态控制系统的状态微分方程。为降低失效轴角速度对系统... 对欠驱动航天器的姿态控制进行了研究,设计了一种可适于多种情况的分段解耦控制器,用分段解耦的方法解决了欠驱动控制系统输入输出维数不统一的问题。由动力学方程中的耦合项建立姿态控制系统的状态微分方程。为降低失效轴角速度对系统的影响,先实现控制系统中动力学部分的镇定,再对运动学部分进行解耦。在每个分段中设计了一个比例微分(PD)控制器,设计了角速度镇定、俯仰角镇定、滚动角镇定、俯仰角收敛至π/2、偏航角镇定和三轴稳定六个分段控制器,通过控制器间的逐个切换控制,将状态微分方程中的状态变量逐渐收敛至零,实现欠驱动姿态控制系统的渐进稳定。数学仿真验证了所设计控制算法的有效性。该控制器设计简单,便于工程实现,选取适当的参数后可保证系统状态变量的渐近稳定性。 展开更多
关键词 欠驱动航天器 姿态控制 分段解耦 维数 耦合 微分方程 切换控制 渐进稳定
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The piecewise constant method in gait design through optimization
20
作者 Yizhen Wei 《无线互联科技》 2014年第8期138-139,148,共3页
The objective of this paper is to introduce the piecewise constant method in gait design of a planar,under actuated,five-link biped robot model and to discuss the advantages and disadvantages.The piecewise constant me... The objective of this paper is to introduce the piecewise constant method in gait design of a planar,under actuated,five-link biped robot model and to discuss the advantages and disadvantages.The piecewise constant method transforms the dynamic optimal control problem into a static problem. 展开更多
关键词 机器人 控制方法 常数 静态问题
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