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四足机器人单腿跳跃柔顺性的规划和控制研究
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作者 陈建文 谭跃刚 +1 位作者 雷成林 陶红武 《数字制造科学》 2019年第1期27-32,共6页
针对四足机器人单腿跳跃时的柔顺性问题,建立四足机器人单腿运动学模型,分析模型求解单腿运动学逆解和速度雅可比矩阵。研究单腿的跳跃运动特性并将跳跃运动划分为4个阶段,根据不同阶段的运动策略规划单腿足端运动轨迹。以带速度前馈的... 针对四足机器人单腿跳跃时的柔顺性问题,建立四足机器人单腿运动学模型,分析模型求解单腿运动学逆解和速度雅可比矩阵。研究单腿的跳跃运动特性并将跳跃运动划分为4个阶段,根据不同阶段的运动策略规划单腿足端运动轨迹。以带速度前馈的位置控制器为内环,阻抗控制器为外环,设计了一种基于阻抗控制的单腿控制系统。利用Adams和Matlab联合仿真,对比分析单腿自由下落时有阻抗控制和无阻抗控制的着地表现,最后仿真分析单腿的竖直跳跃运动,仿真结果表明,合理的运动规划和阻抗控制能有效地减小接触冲击力,单腿系统在跳跃运动时具有较好的柔顺性。 展开更多
关键词 四足机器人 跳跃运动 运动规划 阻抗控制 柔顺性控制
基于STM32F429的全向运动平台的运动控制 预览
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作者 刘林 杨开明 +3 位作者 汪伟 朱煜 钱宇阳 何佳宝 《电机与控制应用》 2019年第2期40-45,共6页
全向运动平台系统是可以实现人体在各个方位行走的2D运动平台。针对实现人体在全向运动平台稳定行走的运动控制,采用加入观测器的一阶控制算法对平台运动控制进行探究。先通过MATLAB软件进行算法的仿真,验证方法的可行性;再通过现场测试... 全向运动平台系统是可以实现人体在各个方位行走的2D运动平台。针对实现人体在全向运动平台稳定行走的运动控制,采用加入观测器的一阶控制算法对平台运动控制进行探究。先通过MATLAB软件进行算法的仿真,验证方法的可行性;再通过现场测试,验证控制算法的有效性。最终试验表明,加入观测器的一阶控制算法可对全向运动平台实现有效的运动控制。此运动控制策略的探究为全向运动平台的运动控制提供了一种可行的控制思路和方案。 展开更多
关键词 全向运动平台 运动控制 控制算法
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基于STM32的机械臂运动控制系统设计研究 预览
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作者 刘磊 余汾芬 《井冈山大学学报:自然科学版》 2019年第1期73-77,共5页
为了提高机械臂运动的准确性以及提高机械臂的控制效率,运用STM32处理器设计了一种机械臂运动控制系统。采用STM32作为主控系统的核心,通过角度位移传感器构成机械臂的感知模块,利用舵机驱动电路构成机械臂的运动模块,从而形成机械臂运... 为了提高机械臂运动的准确性以及提高机械臂的控制效率,运用STM32处理器设计了一种机械臂运动控制系统。采用STM32作为主控系统的核心,通过角度位移传感器构成机械臂的感知模块,利用舵机驱动电路构成机械臂的运动模块,从而形成机械臂运动控制系统的硬件单元。以模糊PID控制理论为软件核心,对机械臂运动过程中的轨迹偏差进行计算,形成控制量。主控器STM32将根据控制量对机械臂的运动模块发出调控信号,使得机械臂能够快速回归预定的运动轨迹。实验结果表明,本文所设计的机械臂运动控制系统,能够快速、准确地对机械臂的运动状态进行控制,提高机械臂运动的准确性。 展开更多
关键词 机械臂 运动控制 STM32 角度位移传感器 模糊PID控制理论 运动轨迹
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基于预瞄距离的地下矿用铰接车路径跟踪预测控制
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作者 孟宇 甘鑫 白国星 《工程科学学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期662-671,共10页
矿用车辆无人驾驶是实现矿山无人化开采的关键技术,而路径跟踪控制是无人驾驶系统的核心技术之一.路径跟踪控制系统是多变量、多约束系统,采用传统方法在多约束条件下存在执行器饱和等问题.针对上述问题,本文引入模型预测控制方法,通过... 矿用车辆无人驾驶是实现矿山无人化开采的关键技术,而路径跟踪控制是无人驾驶系统的核心技术之一.路径跟踪控制系统是多变量、多约束系统,采用传统方法在多约束条件下存在执行器饱和等问题.针对上述问题,本文引入模型预测控制方法,通过考虑车辆的姿态与位置之间的关系,以跟踪路径的横向偏差最小化和车辆的航向角偏差最小化为目标对预测控制的目标函数进行优化,以获得车辆速度和铰接角度的最优控制量,实现对多变量、多约束系统的求解.针对模型预测控制算法不能提前判断道路曲率突变而导致跟踪超调的问题,提出基于预瞄距离的控制方法,通过提前判断道路突变信息,提高车辆路径跟踪精确性和稳定性.使用Matlab/Adams仿真软件进行对比仿真试验,结果表明:使用模型预测跟踪控制器能够解决多变量、多约束系统控制问题,有效防止执行器饱和;而使用基于预瞄距离的模型预测跟踪控制器能够使车辆的横向位置偏差保持在±0. 04 m,航向角偏差保持在±1. 8°范围内,相较于改进前的控制器,其横向位置偏差减少了80. 9%,航向角偏差减少了59. 1%,证明改进后的控制器具有更好的横向稳定性和精确性. 展开更多
关键词 铰接式车辆 路径跟踪 运动控制 模型预测控制 预瞄控制
飞机表面清洗机器人的三维实时仿真及其运动控制的实现 预览
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作者 马天驹 金玉阳 +2 位作者 李姝娴 黄维欣 武伟 《机床与液压》 北大核心 2019年第12期65-70,77共7页
以实验室的五自由度飞机表面清洗机器人为样机,为其搭建一套含三维实时运动仿真的实时控制系统。该系统硬件主要采用CAN卡和Copley的驱动器进行运动控制,软件采用Visual Studio C#对三维软件SolidW orks进行二次开发。利用数据库将运动... 以实验室的五自由度飞机表面清洗机器人为样机,为其搭建一套含三维实时运动仿真的实时控制系统。该系统硬件主要采用CAN卡和Copley的驱动器进行运动控制,软件采用Visual Studio C#对三维软件SolidW orks进行二次开发。利用数据库将运动控制软件和三维仿真软件相结合,实现三维实时仿真。实验表明:该系统在保证精度的前提下,可对机器人下达控制指令的同时通过三维模型反馈其运动的实时位姿,记录其运动数据,从而实现对机器人的实时控制与监控。 展开更多
关键词 机器人 飞机清洗 运动控制 三维实时运动仿真 SOLIDWORKS二次开发
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基于Leap Motion的可抓取无人机系统 预览
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作者 杨星 陈淑敏 +1 位作者 马超 侯长波 《测控技术》 2019年第6期96-99,104共5页
为了解放无人机的传统控制方式和解决高空取物等实际问题,提出一种将手势识别技术与无人机相结合的可抓取无人机系统。该系统通过Leap Motion采集手势数据,使用Python并结合Leap Motion v2SDK库将数据进行处理,通过NRF24L01无线模块对... 为了解放无人机的传统控制方式和解决高空取物等实际问题,提出一种将手势识别技术与无人机相结合的可抓取无人机系统。该系统通过Leap Motion采集手势数据,使用Python并结合Leap Motion v2SDK库将数据进行处理,通过NRF24L01无线模块对数据进行发送,在无人机端将收到的数据通过Arduino进行分析处理,输出相应的PWM波来控制无人机的飞行状态以及机械爪的抓取。经试验证实该系统可通过手势改变无人机的飞行状态,以及控制机械爪的抓取,表明了该系统实现方法的可靠性及有效性。 展开更多
关键词 无人机 Leap MOTION ARDUINO 手势控制
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微纳米马达在药物递送中的应用
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作者 苏沛锋 吴鸿鑫 +1 位作者 陈永明 彭飞 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第1期63-69,共7页
受到自然界中高效生物马达的启发,研究人员提出了人工微纳米马达的概念,即人工微纳米动力装置。目前,通过结合化学与其他交叉学科的先进技术,研究人员已制备出具有不同结构、驱动方式以及控制方式的人工微纳米马达。这些微纳米马达在传... 受到自然界中高效生物马达的启发,研究人员提出了人工微纳米马达的概念,即人工微纳米动力装置。目前,通过结合化学与其他交叉学科的先进技术,研究人员已制备出具有不同结构、驱动方式以及控制方式的人工微纳米马达。这些微纳米马达在传感、环境治理、生物医用等方面展现出广阔的应用前景。其中,药物递送是生物医用领域的重要方向。在这一方面,利用微纳米马达可以实现药物的有效递送,给癌症等疾病的治疗带来新的可能。本文将针对用于药物递送的微纳米马达的驱动机理、基本结构、运动控制这几个方面进行综述,首先介绍了马达的运动机理,其驱动机理可分为自场驱动和外场驱动;其次,分别介绍了可用于药物递送的微纳米马达的结构,主要包括聚合物囊泡、空心管、纳米线等;为了实现精准有效的药物递送,微纳米马达的可控运动非常重要,本文将具体阐述微纳米马达的开-关控制、方向控制和速度控制。最后,分析了药物递送微纳米马达的研究现状,并对本领域的未来方向进行了展望。 展开更多
关键词 微纳米马达 药物递送 驱动机理 马达结构 运动控制
CNC多轴联动的机床交叉耦合轮廓误差补偿技术 预览
8
作者 张万军 张峰 +3 位作者 张景轩 张景怡 张景妍 张万良 《机床与液压》 北大核心 2019年第2期1-5,17共6页
为了提高多轴联动CNC机床的加工精度,减小由机械传动及电气控制等因素造成的轮廓误差,针对多轴联动CNC机床伺服采用交叉耦合参数选择困难及稳定不强等问题,提出一种交叉耦合轮廓补偿的控制方法,建立交叉耦合轮廓误差补偿的模型,搭建了x... 为了提高多轴联动CNC机床的加工精度,减小由机械传动及电气控制等因素造成的轮廓误差,针对多轴联动CNC机床伺服采用交叉耦合参数选择困难及稳定不强等问题,提出一种交叉耦合轮廓补偿的控制方法,建立交叉耦合轮廓误差补偿的模型,搭建了x轴、y轴及z轴仿真实验平台。仿真实验结果表明:轮廓误差补偿的算法使用交叉耦合误差补偿算法进行控制,可以大大降低轮廓误差。 展开更多
关键词 CNC多轴联动的数控机床 轮廓误差 交叉耦合控制 轮廓误差补偿 运动控制
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基于伪谱法的自由漂浮柔性空间机器人姿态运动规划与反馈控制 预览
9
作者 姚其家 戈新生 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期20-27,共8页
研究自由漂浮柔性空间机器人的动力学建模与姿态控制问题。针对初始状态不确定性对系统姿态造成的影响,提出一种基于伪谱法的运动规划与反馈控制相结合的姿态控制策略。利用假设模态法近似描述柔性臂杆的弹性变形,并利用Lagrange方法建... 研究自由漂浮柔性空间机器人的动力学建模与姿态控制问题。针对初始状态不确定性对系统姿态造成的影响,提出一种基于伪谱法的运动规划与反馈控制相结合的姿态控制策略。利用假设模态法近似描述柔性臂杆的弹性变形,并利用Lagrange方法建立空间机器人系统的动力学模型。在运动规划方法的设计中,利用Legendre伪谱法将空间机械臂非完整运动规划问题转化为非线性规划问题,再利用序列二次规划算法求解此非线性规划问题得到系统的优化运动轨迹和最优控制输入。在反馈控制方法的设计中,将状态方程在已知的参考轨迹上线性化处理,利用Pontryagin极大值原理将对参考轨迹的跟踪问题转化为两点边值问题,再利用Legendre伪谱法离散此两点边值问题,将其转化为线性代数方程组进行求解,该过程无需任何积分计算,具有很好的实时性。通过数值仿真验证了姿态控制策略的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 运动规划 空间机器人 最优控制 反馈控制 LEGENDRE伪谱法
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基于PLC的多步进电机系统协同控制 预览
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作者 段玉波 杨振威 《自动化技术与应用》 2019年第5期82-86,共5页
本文设计了3台步进电机协同控制系统,采用西门子S7-200 SMART ST30和编码器测量主动电机的转速,根据主动电机和从动电机的转速关系,计算出从动电机的转速。使用运动控制向导工具,分别设置2个轴的参数,PLC输出的高速脉冲用来控制从动电机... 本文设计了3台步进电机协同控制系统,采用西门子S7-200 SMART ST30和编码器测量主动电机的转速,根据主动电机和从动电机的转速关系,计算出从动电机的转速。使用运动控制向导工具,分别设置2个轴的参数,PLC输出的高速脉冲用来控制从动电机,此种控制方法具有操作方便和稳定性高的优点。 展开更多
关键词 PLC 步进电机 协同控制 运动控制
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无线遥控超微型云台的研究与实现 预览
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作者 陈海波 王前进 +2 位作者 牟孝天 徐腾腾 李朋 《机电产品开发与创新》 2019年第1期13-15,18共4页
机器人视觉伺服控制是机器人研究领域的一个重要方向,特别是针对微小型机器人的视觉伺服控制领域,而微型云台是实现微型机器人视觉伺服控制的主要载体,由于系统云台造价高、体积大、结构复杂等问题,针对微型机器人视觉伺服控制系统的弊... 机器人视觉伺服控制是机器人研究领域的一个重要方向,特别是针对微小型机器人的视觉伺服控制领域,而微型云台是实现微型机器人视觉伺服控制的主要载体,由于系统云台造价高、体积大、结构复杂等问题,针对微型机器人视觉伺服控制系统的弊端而设计研制一种超微型云台满足需求,提出一种基于单片机控制驱动一体化的二自由度微型云台,并基于射频调制解调技术的对超微型云台进行无线遥控控制。 展开更多
关键词 超微型云台 无线遥控 步进电机 运动控制
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A Real Time Self-Tuning Motion Controller for Mobile Robot Systems 预览
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作者 Mohamed Boukens Abdelkrim Boukabou Mohammed Chadli 《自动化学报:英文版》 CSCD 2019年第1期84-96,共13页
This paper proposes an intelligent controller for motion control of robotic systems to obtain high precision tracking without the need for a real-time trial and error method.In addition, a new self-tuning algorithm ha... This paper proposes an intelligent controller for motion control of robotic systems to obtain high precision tracking without the need for a real-time trial and error method.In addition, a new self-tuning algorithm has been developed based on both the ant colony algorithm and a fuzzy system for real-time tuning of controller parameters. Simulations and experiments using a real robot have been addressed to demonstrate the success of the proposed controller and validate the theoretical analysis. Obtained results confirm that the proposed controller ensures robust performance in the presence of disturbances and parametric uncertainties without the need for adjustment of control law parameters by a trial and error method. 展开更多
关键词 Learning and adaptive SYSTEMS motion CONTROL METAHEURISTIC robust CONTROL real-time tuning SELF-TUNING WHEELED mobile robot
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基于压电迟滞模型的非共振椭圆振动切削装置控制研究 预览
13
作者 栾博 张臣 +1 位作者 霍建强 甘晓明 《航空制造技术》 2019年第11期66-72,共7页
根据所研制的一种典型结构的非共振椭圆振动切削(Elliptical Vibration Cutting,EVC)装置,考虑压电叠堆在非共振EVC装置表现出来的动态迟滞特点,对静态PI迟滞模型进行分段动态化权值处理,构建动态PI迟滞模型描述非共振EVC装置各轴向输... 根据所研制的一种典型结构的非共振椭圆振动切削(Elliptical Vibration Cutting,EVC)装置,考虑压电叠堆在非共振EVC装置表现出来的动态迟滞特点,对静态PI迟滞模型进行分段动态化权值处理,构建动态PI迟滞模型描述非共振EVC装置各轴向输入电压与输出位移的关系。通过对迟滞模型的求逆建立非共振EVC装置的前馈控制器,为进一步提高控制系统的精度与稳定性,引入PID反馈环节,用前馈逆控制器加PID反馈的复合控制方法控制非共振EVC装置各轴向输出指定频率、幅值的正弦位移,进而使其合成的椭圆振动轨迹运动频率、轴长和倾角满足需求,实现对非共振EVC装置的控制。试验结果表明,非共振EVC装置在复合控制下能够在频率100Hz以下输出振幅、倾角可调,且运动误差低于3.5%的椭圆振动轨迹。 展开更多
关键词 非共振椭圆振动切削装置 迟滞模型 椭圆轨迹 运动控制 复合控制
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DCT液压系统中阀口开度对控制性能的影响 预览
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作者 毛晶平 孙保群 周友 《农业装备与车辆工程》 2019年第2期4-8,共5页
为提高双离合自动变速器(DCT)中的液压控制系统的控制精度,以自主研发的七速对置双离合自动变速器的电液控制系统为研究对象,针对同步器和离合器的不同工作特性,通过对滑阀油口开度的控制来实现对同步器和离合器作动缸的动作控制,从而... 为提高双离合自动变速器(DCT)中的液压控制系统的控制精度,以自主研发的七速对置双离合自动变速器的电液控制系统为研究对象,针对同步器和离合器的不同工作特性,通过对滑阀油口开度的控制来实现对同步器和离合器作动缸的动作控制,从而实现动力换挡。仿真结果表明,液压阀油口开度对输出油液的压强和流量有直接影响,通过对油口开度的控制可以使作动缸满足作动要求。 展开更多
关键词 双离合自动变速器 液压控制系统 阀口开度 动作控制 动力换挡
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采摘机械手运动控制及避障研究——基于PLC和物联网远程控制 预览
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作者 赖文雅 王心海 +1 位作者 凌永发 李碧青 《农机化研究》 北大核心 2019年第1期201-205,共5页
近年来,无线通信技术发展迅猛,无线通信数据传输速度越来越快,远程控制的延时大幅降低,几乎可以忽略不计,因此远程控制逐渐被广泛应用于各个领域。为此,结合物联网远程控制技术和PLC实时控制系统优势,实现了采摘机械手的运动控制及避障... 近年来,无线通信技术发展迅猛,无线通信数据传输速度越来越快,远程控制的延时大幅降低,几乎可以忽略不计,因此远程控制逐渐被广泛应用于各个领域。为此,结合物联网远程控制技术和PLC实时控制系统优势,实现了采摘机械手的运动控制及避障系统。实验表明:所设计研究的采摘机械手运动控制及避障系统避障能力强,路径优化平滑,具有很高的可靠性和稳定性。 展开更多
关键词 物联网 远程控制 PLC 机械手 运动控制 避障
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基于滑膜控制的井下巡检机器人运动控制系统设计 预览
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作者 孙瑞 谭秀芬 《工业仪表与自动化装置》 2019年第1期119-122,126共5页
随着煤矿生产自动化水平的提高,井下巡检机器人将逐渐替代人工巡检成为矿山生产巡检的新手段。该文研究了井下巡检机器人运动控制系统,以意法半导体STM32F429IGT6控制芯片最小系统为基础,设计了本安电源供电电路及电机驱动系统电路,保... 随着煤矿生产自动化水平的提高,井下巡检机器人将逐渐替代人工巡检成为矿山生产巡检的新手段。该文研究了井下巡检机器人运动控制系统,以意法半导体STM32F429IGT6控制芯片最小系统为基础,设计了本安电源供电电路及电机驱动系统电路,保证了系统供电的安全性,实现了机器人在巡检过程中能够长期处于安全稳定运动状态下。该设计引入新型趋近律的滑膜控制算法作为运动控制系统电机控制策略,通过建立基于滑膜控制器的电机调速控制模型进行仿真验证,获得了良好的控制性能。 展开更多
关键词 巡检机器人 运动控制 电机调速 滑膜控制
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基于STM32的智能手套机运动控制系统设计与开发 预览
17
作者 董辉 童辉 王亚男 《计算机测量与控制》 2019年第2期102-105,共4页
传统的纯机械齿轮结构自动针织手套机具有结构复杂、效率低下、故障率高、维护成本昂贵等诸多缺点,故多电机结构的智能伺服手套机成为新的发展方向;其中,智能手套机运动控制系统是决定其性能的关键;针对上述问题,设计开发了一款基于STM3... 传统的纯机械齿轮结构自动针织手套机具有结构复杂、效率低下、故障率高、维护成本昂贵等诸多缺点,故多电机结构的智能伺服手套机成为新的发展方向;其中,智能手套机运动控制系统是决定其性能的关键;针对上述问题,设计开发了一款基于STM32F407高性能微处理器的智能手套机运动控制系统,系统实现了高速高精度的编织运动控制,并开发有网络监测、全中文示教编程等功能;同时,为解决主轴机头高速往返运行中存在的停顿现象,根据冲量定理规划其位置控制,针对带来的位置误差问题,设计了基于模糊逻辑的位置补偿控制算法,减小位置误差;最后,经过现场测试,系统能高效地完成手套编织工作,主轴机头重复定位精度高,且人机交互界面简洁易操作;该系统为智能手套机运动控制系统的开发应用提供较好的参考价值。 展开更多
关键词 手套机 STM32 运动控制 冲量定理 模糊控制
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基于自适应反演滑模的全向AGV运动控制 预览
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作者 江亚峰 王彬彬 +1 位作者 袁明新 姜烽 《计算机仿真》 北大核心 2019年第2期348-352,共5页
为了提高全向自动导引车(Automatic Guide Vehicle,AGV)的运动控制精度,提出了一种基于自适应反演滑模的全向AGV运动控制算法。首先建立了基于麦克纳姆轮的全向AGV运动学及动力学模型;然后设计了反演滑模全向AGV控制律;接着在此基础上... 为了提高全向自动导引车(Automatic Guide Vehicle,AGV)的运动控制精度,提出了一种基于自适应反演滑模的全向AGV运动控制算法。首先建立了基于麦克纳姆轮的全向AGV运动学及动力学模型;然后设计了反演滑模全向AGV控制律;接着在此基础上引入了自适应控制律,设计出基于自适应反演滑模的全向AGV控制律,并证明了其稳定性。在施加复杂干扰的情况下,多种路径下的轨迹跟踪仿真表明,与PID算法、反演滑模算法和模糊自适应滑模算法相比,文中运动控制算法的轨迹跟踪误差最小,验证了算法的有效性和优越性。而圆形轨迹跟踪性能分析表明,文中运动控制算法的跟踪误差不仅小而且输出抖动大幅减弱,从而进一步验证了文中控制律的有效性。 展开更多
关键词 全向导引车 控制律 反演滑模 运动控制
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机身装配中自动定位器调姿算法研究 预览
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作者 王思知 刘伦乾 +2 位作者 朱春伟 孙照宇 杨忠安 《机电工程技术》 2019年第7期63-67,共5页
以某型机机身桶段自动对合为研究对象,提出了基于西门子simotion D的定位器运动控制系统,并研究了调姿算法实现过程,机身下半桶段先做平移变换使中心与理论中心重合,然后分别绕中心做三个自由度旋转使实际坐标轴与理论坐标轴重合,实现... 以某型机机身桶段自动对合为研究对象,提出了基于西门子simotion D的定位器运动控制系统,并研究了调姿算法实现过程,机身下半桶段先做平移变换使中心与理论中心重合,然后分别绕中心做三个自由度旋转使实际坐标轴与理论坐标轴重合,实现机身桶段自动调姿对合。 展开更多
关键词 数控定位器 运动控制 机身调姿
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智能水下机器人BP神经网络S面控制 预览
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作者 万磊 唐文政 李岳明 《工业仪表与自动化装置》 2019年第2期13-17,共5页
针对智能水下机器人传统S面控制器参数设置过程依赖经验且设置不当将严重影响运动控制效果的问题,设计了BP神经网络S面控制器,由神经网络正向传播输出S面控制器参数,并在反向传播中实现参数的在线整定。采用某微小型智能水下机器人模型... 针对智能水下机器人传统S面控制器参数设置过程依赖经验且设置不当将严重影响运动控制效果的问题,设计了BP神经网络S面控制器,由神经网络正向传播输出S面控制器参数,并在反向传播中实现参数的在线整定。采用某微小型智能水下机器人模型仿真实验的结果表明,该控制器能够自主完成控制参数初始化与调整,具有收敛速度快、超调与稳态误差小、干扰条件下能够迅速恢复稳定等优点,可以为实际工程中运动控制器设计提供参考。 展开更多
关键词 智能水下机器人 S面控制 BP神经网络 运动控制
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