一种求解冗余机械臂逆运动学的优化方法

基于加权最小范数法,推导出一种避免计算雅可比矩阵伪逆的优化方法.首先对加权雅可比矩阵的6维非奇异子矩阵求逆,得到逆运动学的特解和齐次解.然后用特解减去齐次解沿特解方向的分量得到运动学逆解.通过一个7自由度冗余机械臂的算例和仿真证明了方法在保证求解精度。

空间机器人抓捕未知目标的动力学参数辨识

空间机器人抓捕非合作未知目标会改变系统的动力学参数,并且降低系统路径规划和控制等的精度和准确性。因此在运动控制时,需要对目标物体进行参数辨识。现有在线辨识方法主要基于线动量及角动量守恒方程,将目标物体作为末端杆件或末端执行器的一部分。这些方法的辨识结果是末端杆件的动力学参数而非目标物体本身的参数,并且需要测量多种传感信息。与现有方法不同,在惯性坐标系中基于达朗贝尔原理和欧拉方程,提出了利用六维腕力传感器测得机器人末端力和力矩对未知目标的动力学参数进行辨识的新途径。为验证方法的有效性,采用ABB公司生产的IRB120机器人设计了验证试验,并用等效失重模型来消除机器人自身重力和目标物体重力的影响。试验结果表明该方法可以获得较高的辨识精度,适合实际工程应用。

基于线性矩阵不等式空间遥操作系统的鲁棒H_∞控制

针对具有力反馈空间遥操作系统的时变大时延和环境模型参数不确定问题,提出一种基于线性矩阵不等式(Linearmatrix inequality,LMI)的鲁棒H∞控制方法。对于回路时延是未知时变的遥操作系统,该方法只需要已知时延的上下界,可以解决环境模型参数不确定问题,并获得良好的位置和力跟踪性能。将主从端的动力学模型转化成相应的状态空间方程,并将其离散化、合并为一个离散状态空间方程;然后根据该系统方程,基于LMI方法设计状态反馈控制器,通过定义Lyapunov函数分析闭环系统的稳定性,并且分别给出在环境模型参数确定和不确定情况下,使得闭环系统渐近稳定且满足给定位置跟踪性能的充分条件;仿真试验结果表明所提出的方法可使得遥操作系统渐进稳定且具有好的位置和力跟踪性能。

基于时延预测的空间遥操作系统广义预测控制

针对导致遥操作系统性能下降甚至不稳定的时变大时延问题,提出一种基于在线时延预测的广义预测控制(GPC)方法。鉴于空间遥操作系统一般由多自由度主、从端构成,而且环境模型未知,则在主端以一种基于稀疏矩阵的核非线性回归方法设计时延预测器,同时将多自由度从端机械臂的非线性动力学模型线性化,根据预测的时延设计GPC,使系统稳定并且满足位置和速度跟踪性能要求。在从端,通过设计非线性补偿器以补偿从端的非线性部分。仿真取得有效结果。

空间遥操作技术地面验证平台

为验证地空大通信时延条件下的空间遥操作技术和方法,使用视觉反馈、力反馈和3D虚拟现实技术等搭建一个6自由度的空间遥操作技术地面验证平台。设计一种可在抖动大时延条件下保证系统稳定性的双边PD控制算法,该算法在双边控制系统中加入比例微分(PD)控制器,由双端口网络绝对稳定性准则保证稳定。试验在3s^5s变时延条件下完成基于目标任务板的多项遥操作任务,验证了空间遥操作技术方案的可行性。

当前环境纠纷的主要特点及其对策

当前环境纠纷的主要特点及其对策阳方平（湖南省芷江县环保局芷江４１９１００）一般而言，环境纠纷系指因环境问题而引起的人为矛盾和冲突；随着环境污染和破坏的加剧，由环境污染而引发的矛盾越来越多，已成为束缚企业发展，诱发工农矛盾等诸多社会问题的“焦点”．在市...

一种基于预测显示的时变大时延空间遥操作控制方法

提出一种基于预测显示的时变大时延空间遥操作控制方法.将空间遥操作系统分为多个交互的子系统,首先设计一种无源-滤波算法保证通迅环节子系统的无源稳定性.然后对主端虚拟现实机器人和从端真实机器人动力学的重力项进行补偿,并对从端机器人的关节力矩控制设计了一种PD控制律.最后从理论上证明了整个遥操作互联系统的Lyapunov稳定性.该稳定性不依赖于系统动力学建模精度.搭建了空间遥操作地面仿真实验平台,通过实验证明了该方法在时变大时延条件下保证系统稳定性,提高操作者视觉临场感方面的有效性.

一种仿人机械臂的运动学逆解的几何求解方法

运用几何方法求解一种具有7个旋转自由度的仿人机械臂的运动学逆解,并运用特定的寻优指标,搜索与指定末端位姿对应的关节角空间最优解.这种解法没有理论误差并且解算速度足够快,有利于在线实时控制机械臂的运动.