基于双混联机器人协同运动控制的薄壁件镜像铣削研究

为提高薄壁件镜像铣削过程中的加工质量,本文提出一种针对双混联机器人镜像铣削的协同运动控制策略。首先,结合机器人运动控制特点,研发出一种双CPU主从控制架构的开放式数控系统,以实现人机交互和运动控制;然后,为实现双机协同运动并提高薄壁件加工质量,在数控系统中集成了4大关键技术,分别是双机器人的镜像路径生成、同步速度规划、协同运动学和运动误差实时补偿;最后,基于自主开发的集成式镜像铣削数控系统,开展了单点和多点支撑、双机协同与非协同加工的平面薄壁件槽铣削试验,多点支撑的平面铣削试验,大曲率路径高速协同运动试验与曲面薄壁件槽铣削加工试验。试验结果表明,提出的协同运动控制策略能够保证双机器人具有较高的同步位置精度。此外,多点支撑方式在保证薄壁件铣削壁厚的同时,还可提高工件铣削的颤振稳定性。

多无人机协同运动的虚拟队形制导控制

针对多个无人机的协同运动问题,提出一种多无人机协同运动的虚拟队形制导控制方法。该方法采用跟随-领航者法,借鉴虚拟结构法的思路,首先,根据航路点数据和协同任务队形结构在线规划出虚拟队形期望航路,避免了虚拟结构法刚性结构的缺点;然后,设计非线性航路跟随制导律,导引无人机沿期望航路运动,完成对虚拟队形期望航路的跟踪;第三,基于Lyapunov稳定性理论设计了队形误差控制器,用来补偿由于航路机动带来的航迹切向队形误差;最后,综合制导律和队形误差控制器得到协同运动控制指令。仿真算例表明,该方法能有效实现多个无人机的协同运动。

偏瘫上肢痉挛、联合反应与异常协同运动临床相关研究

目的:研究慢性脑卒中偏瘫患者上肢痉挛、联合反应与异常协同运动三种临床表现之间的关系。方法:70例脑卒中慢性期患者进行Fugl-Meyer上肢运动功能评分(FMA),联合反应分级量表(ARRS)与上肢综合痉挛指数(CSI),并对三者进行相关分析。结果:ARRS与CSI相关系数为0.619(P<0.001);ARRS与FMA上肢肩肘部分的相关系数为-0.602(P<0.001);CSI与FMA上肢肩肘部分的相关系数为-0.588(P<0.001)。结论:慢性偏瘫患者上肢痉挛、联合反应与异常协同运动有较明显的相关性,推测可能与三者存在部分相同的病理机制有关。

高分子动态Monte Carlo模拟的协同运动算法

A Monte Carlo simulation algorithm of polymer was proposed, which was similar to the cooperative motion algorithm in literatures. In this algorithm several segments of the polymer can move cooperatively, this may be interpreted as the effect of tensile force in the polymer chain. Its dynamic behavior is in agreement with the Rouse theory, so it can be used as a dynamic Monte Carlo simulation algorithm.

二维三角格子上高分子动态Monte Carlo模拟的协同运动算法

在动态MonteCarlo模拟的协同运动算法中 ,几个相邻的链节可以同时运动 ,这可以理解为高分子链中张力的作用引起的协同运动。将这一算法用于二维三角格子模型上RW链和SAW链的模拟。结果表明RW链的动力学行为符合Rouse理论 ,说明该算法可以用于高分子动力学研究 ,其优点是不需要使用键长涨落模型。

一种适合网络游戏的多NPC协同运动策略

研究群体非玩家控制角色(NPC)如何根据具体游戏环境和剧情因素进行相互联系的协同运动以实现群体行为。在此基础上,提出一种适合网络游戏的多NPC协同运动策略,采用人工势场法描述游戏状态,并利用粒子群算法确定下一时刻每个NPC的最佳运动位置,从而实现个体NPC根据游戏状态自主完成群体作战目标。实验结果表明,该方法能够在网络游戏中保证群体NPC高效、自主地适应环境,并能较好地完成与玩家对抗的游戏任务。

六足机器人协同运动建模与控制方法研究

为了提高六足机器人平稳协调运动,建立了六足机器人协同运动模型,结合PID控制器研究了六足协同控制运动系统转角曲线的稳定性。首先确定六足机器人驱动电机的模型,通过PID控制直流电机转速。通过PID控制参数的整定调节,使得整个电机的控制系统快速稳定。然后在MATLAB软件SimMechnices模块进行单足和六足运动模型的建模,仿真分析了六足运动过程中在各个轴方向上的转角曲线,有效提高了六足运动系统的稳定性。

一种多UAV虚拟队形制导协同运动控制方法

针对多UAV协同运动控制问题,研究了一种非线性制导跟踪控制律,利用期望航迹和UAV的位置关系推导出侧向加速度表达式,在侧向加速度作用下实现对期望航迹的准确跟踪。提出了一种虚拟队形制导协同运动控制方法,首先设计了虚拟队形的期望航迹,采用非线性制导律实现多UAV对虚拟队形的航迹跟踪,在此基础上,通过协同成员间的通信建立位置误差控制方程,实现速度的补偿控制,将UAV调整到期望的队形位置上。仿真结果表明,该方法能有效实现多UAV的协同运动。

多轴协同运动机器人焊接工作站设计

为了满足大尺寸工件焊接范围大、作业困难、尺寸规格多等工艺要求,设计了由六轴工业机器人本体与两个外部轴相组合的焊接工作站。工作站中机器人轨道行走系统作为第七轴,伺服变位机作为第八轴,由机器人控制柜同时控制,实现八轴协同焊接作业。机器人本体采用倒挂式安装在行走轨道上,使机器人重心时刻处于工件正上方,从而以最佳姿态焊接工件。调节伺服变位机从动端,适应不同尺寸工件的夹紧固定要求,实现多规格工件的柔性生产。文中介绍了该焊接工作站的组成、基本工作原理、多轴协同控制等内容。现场实际运行结果表明:该工作站能够精准地实现多轴协同运动,较好地满足了大型工件对焊接工艺提出的高要求。

一种坐式肢体协同运动康复机构的设计与分析

针对肢体功能障碍者上/下肢独立进行康复训练的现状,设计了一种基于复合连杆的坐式肢体协同运动康复机构。根据人体生理结构与肢体运动特点,建立人-机模型;利用矢量法对模型进行运动学分析,探索了机构中影响肢体运动的主要因素,并在此基础上,综合分析了机构的尺寸;在ADAMS中进行仿真分析,获得了不同曲柄和支撑杆长度下的脚踏轨迹和肢体运动参数曲线。结果表明,该机构可以实现肢体的协同运动,通过对曲柄和支撑杆长度的调整可满足个性化康复训练的需求。

面向行为识别的人体空间协同运动结构特征表示与融合

针对人体执行动作时不同身体部位之间的协同关系,提出了基于人体空间协同运动结构特征的行为识别方法。首先度量人体不同部位对完成动作的贡献度,并将不同部位的贡献度转变为协同运动结构特征模型。然后利用模型无监督、自适应地对不同身体部位的运动特征进行约束。在此基础上借鉴跨媒体检索方法JFSSL对不同模态的特征进行特征选择与多模态特征融合。实验表明,所提方法在自建的行为数据库上明显提高了开放测试的识别率,且计算过程简便,易于实现。

上肢肩肘关节协同运动特征分析

目的量化分析肩肘关节协同施力所表现出的特征。方法利用测量平台的三维力传感器,分别记录1名健康男性受试者在肩部与肘部进行独立运动时,前臂与上臂的横向力。受试者以最大横向力的100%、75%、50%、25%分别完成肩外展、肩内收、肘屈曲、肘伸展4个动作,用主动动作力与连带动作力之比作为前臂和上臂协同程度的评价指数。结果肩外展时,主动运动力越低,评价指数越低,运动越不好控制;肩内收时,主动动作力下降对评价指数无明显影响;肘伸展时,主动运动力下降,评价指数上升;相对其他动作,肘屈曲时,评价指数变化不规律,提示较难控制协同运动的方向及大小。结论人体对上臂的控制难于前臂。

具有外部干扰的二阶多自主体系统的协同运动

为解决多自主体系统在群集运动过程受到外部干扰影响的问题,本文研究了具有外部干扰的二阶多自主体系统的分布式协同控制。本文中的外部干扰包括匹配干扰和不匹配干扰,针对系统中的匹配干扰,设计了状态观测器和干扰观测器,对系统的未知状态和干扰进行估计,并且构造了基于干扰观测器的多自主体协同控制算法。对于系统中的不匹配干扰,设计了与匹配干扰不同的干扰观测器,构造了基于主动抗干扰观测器的协同控制算法。运用矩阵论和现代控制理论等方法,研究了基于干扰观测器的二阶多自主体系统的协同控制。应用计算机仿真分别验证在多自主体系统具有匹配干扰和不匹配干扰的情况下结论的有效性,仿真结果表明,本文所设计的多自主体协同控制算法可以使跟随者最终都收敛到领导者的状态,实现了具有匹配干扰和不匹配干扰的二阶多自主体系统的状态一致性。

急性心理应激对协同运动知觉的影响及其机制:基于ERP的证据

目的:通过双任务范式探究急性心理应激对协同运动知觉加工过程的影响及其机制。方法:采用乘法估算任务来诱发急性心理应激状态,应用随机点运动图(randon-dot kinematogran,RDK)任务范式来评价协同运动知觉能力的大小。结果:随着协同性水平的增加,被试的反应时逐渐缩短,正确率逐渐升高,P2成分的潜伏期逐渐缩短;相比较于控制条件,应激条件下被试协同性运动知觉判断的反应时更短,P2成分出现更早,晚期正成分LPP平均波幅值更小,以及0.75水平协同性运动知觉诱发的N2波幅值更大。结论:协同性水平对协同运动知觉加工具有积极效应,注意效率更高。急性心理应激状态下协同运动知觉加工速度加快,注意控制能力增强;在协同运动知觉加工早期阶段注意资源投入较早,在晚期阶段枕区表现出持续性抑制减弱现象。

焊接机器人系统协同运动分析及仿真

当前焊接机器人与变位机协同作业时,受到运动复杂性的影响,导致协同运动不佳的问题。提出一种焊接机器人与变位机协同系统的运动模型及目标路径跟踪仿真系统。首先建立协同运动系统的坐标系和运动数学模型,给出焊接机器人系统协同运动分析,通过数学关系表述其协同运动关系;并给出了以船形焊为焊接最佳焊接位置时的焊接机器人与变位机的轨迹规划方法;建立了基于SimMechanics-Solidworks平台的仿真系统;以两圆柱相交的相贯线焊缝为例进行仿真验证,仿真结果表明工件上各点均可达,目标路径运动满足实际要求;各关节运行平稳,无突变可以较好完成焊接任务。验证了所提出的方法的正确性,为以后的研究奠定了基础。

猪囊尾蚴半胱氨酸蛋白酶TsCL-1的分子大尺度协同运动与催化功能关系研究

目的:通过分析猪囊尾蚴半胱氨酸蛋白酶TsCL-1的分子大尺度协同运动对功能发挥的影响,阐述TsCL-1分子动力学行为与其催化性能的关系。方法:通过对TsCL-1分子动力学模拟的平衡轨迹进行本质动力学分析,对TsCL-1的大尺度协同运动进行研究,探讨其运动模式与生物学功能的关系。结果:TsCL-1的大尺度协同运动模式主要表现为大量表面环区和底物结合部位环区的运动,这些运动会导致底物结合口袋在尺寸和形状上的变化,因此可能和底物的结合、定位、催化以及产物释放有关。结论:TsCL-1的大尺度协同运动模式,与底物的结合、定位和催化反应相关,将有利于其催化功能的发挥。

基于约束关系的服务机器人双臂协同运动控制研究

为了提高家居服务机器人在双臂协同运动作业时的准确性和安全性,提出了一种基于约束关系的双臂协同运动控制算法。通过对机器人双臂坐标系模型的建立以及运动学正逆解的分析,结合双臂运动中位置、姿态及各关节速度之间的约束关系,实现了机器人较精确的双臂协同运动。本算法已经成功应用于所研究的家居服务机器人,实验结果表明,算法具有精确度高、实时性好的特点。

基于多项式插值的倒料机构协同运动规划方法

针对火箭发动机氧化剂装填翻转设备跟随装填位置精度较差的问题,提出了一种装填设备协同运动方法。对氧化剂料桶倒料口位置建立矢量模型,求出倒料口位置运动方程,根据外部测控手段设定目标运动轨迹,运用五次多项式轨迹规划方法,对各自由度驱动电机进行轨迹规划,实现对氧化剂料筒位置的精确控制。通过软件仿真,将仿真结果与目标轨迹对比,结果表明:机构运动的最大速度为0. 18 m/s,角速度为6 rad/s,最大加速度为0. 06 m/s2,最大角加速度0. 58 rad/s2,实际轨迹与目标轨迹的最大误差值为4. 23 mm;该方法可保证氧化剂原料落点位置处于不同接料目标区域内,实现对氧化剂原料倒料过程的柔顺及精准控制。