可重构液压自伺服机器人关节D-H参数库建立与运动学分析

提出了一种利用迭代法求解可重构液压自伺服机器人逆解的方法。对可重构液压自伺服机器人关节做了定义,得出了相邻两动力模块较优连接方式表;探讨了3个动力模块之间的连接方式,建立了D-H参数库一,再根据动力模块与末端执行器之间的连接方式建立了D-H参数库二;介绍了机械臂数学模型,并选定了一种构型,根据该构型便可确定与其相对应的D-H参数,并得到了该构型的正运动学方程组;最后通过迭代法求得了可重构液压自伺服机器人逆解,并利用ADAMS软件验证了逆解的可行性。仿真结果表明:利用迭代法求可重构液压自伺服机器人运动学逆解是切实可行的,且迭代法适用于任何构型求逆解。

液压驱动型机器人实现自动打磨的联合仿真研究

在大型铸件打磨领域,铸件尺寸与磨削量都较大。液压驱动型机器人因其具有驱动力大、抗冲击能力强等优点在该领域已被成功应用。但由于控制精度低,目前只能进行粗磨。据此,提出基于某种机械结构的液压机器人自动打磨方案,并用Matlab/Simulink软件与AMESim软件联合仿真出自动打磨过程中油缸与液压马达的运动情况。仿真实验结果表明:该方案可实现高精度自动打磨。

液压伺服并联机器人的自适应鲁棒跟踪控制

针对液压伺服并联机器人存在参数不确定性及外界干扰的特点,通过构造一合适的储能函数,设计了一种自适应鲁棒跟踪控制器。利用所选取的评价函数,可以将外界干扰有效地抑制在任意希望的给定指标以下。所设计的闭环系统对参数变化具有完全的自适应性,并实现了系统轨迹的渐近跟踪。仿真结果表明了该方法的有效性。

挖掘机器人液压传动的伺服控制策略

分析了液压挖掘机器人伺服控制的特点 ,提出了一种按时间基准对其轨迹进行规划的策略 ,不必检测机器人关节角速度就能实现平稳、高精度的轨迹跟踪控制。在自行研制的挖掘机器人上进行的实际试验结果表明 ,这一伺服控制策略取得了预期的效果 。

最优控制理论在液压喷漆机器人伺服系统中的应用研究

文章对PБ - 2 11喷漆机器人控制系统组成进行了分析 ,并针对系统要求 ,根据最优控制理论设计了最优控制器 ,仿真结果表明系统动态误差小 ,控制精度高 ,实时性好 。

液压伺服驱动的并联机器人离散滑模变结构控制

本文针对液压伺服驱动并联机器人数学模型的特点 ,设计了一种具有变速趋近律的离散滑模变结构控制器。仿真研究结果表明 ,该控制方案可避免通常变结构控制中不可避免的颤动 。

仿生液压四足机器人伺服控制器设计

本文结合仿生液压四足机器人的研发指标,设计了基于STM32F405的分布式电液伺服控制器。控制器伺服总线基于双CAN总线设计,将控制指令总线和状态反馈总线独立分离,并基于CAN总线通信协议设计了单帧伺服指令。设计了纯数字伺服阀驱动电路,使用PWM驱动MOSFET全桥方式实现。实验结果证明,仿生液压四足机器人电液伺服控制器符合预期的性能指标要求,达到预想的设计效果。

环保两栖多用途双足机器人设计研究

环保两栖多用途双足机器人的设计研究,可解决海带人工养殖对海滨环境造成的污染问题。本文通过对液压双足机器人系统设计,进行新产品环境适应性分析及初始设计参数确定,其机械结构设计参考人在游泳运动时的形态及模型分析,对机器人下肢自由度以及尺寸进行确定,优化和改进双腿结构的迭代,对改进效果进行评估。

液压驱动伺服机器人的模糊滑模控制研究

针对液压驱动四足机器人伺服系统非线性和不确定性严重的问题,提出了一种快速响应、鲁棒性好、控制精度高的模糊滑模控制器,并进行了仿真研究。首先,建立了液压驱动伺服机器人的液压动力机构非线性数学模型,利用Lyapunov方法设计了滑模控制器;其次,构造了一个模糊边界层宽度调节器,削弱滑模控制的抖振;最后,分析了参考力、液压参数、供油压力及负载刚度变化对系统输出的影响。仿真结果表明,该控制器对液压伺服力系统非线性和参数变化具有较好的控制效果。该方法用于四足液压驱动伺服机器人的控制是可行的、有效的。

分段式增量PID控制器在液压伺服系统中的应用

液压装置以其体积小、重量轻、结构紧凑等优点在大功率重载机器人领域得到广泛应用。目前,大部分的液压伺服系统都是基于 PID的,虽然 PID控制器结构简单,稳定性好,可靠性高,但是当系统的速度、压力等因素发生变化时,系统的状态也会发生变化,常规 PID控制器在系统中的作用也会受到很大影响。控制精度低,设备稳定性差。基于此,结合笔者多年的工作经验的基础上,本文提出了分段式增量PID控制方法,并在液压伺服系统中的应用进行了分析和探讨,最后对其有效性进行了验证。

液压驱动型四足机器人电液伺服控制系统仿真建模与实验分析

复杂的作业环境和艰巨的作业任务使液压驱动型四足机器人对其伺服系统的精度、速度和力量均比一般机器人在普通情况下有更高的要求;为掌握液压驱动型四足机器人在多种路况下行走时各液压缸的受力情况以及液压系统内流量、压力的变化情况,需要对其虚拟样机进行机械动力系统和液压伺服系统的联合仿真,定性分析电液伺服系统位置、速度等被控对象的特性,并分析PID控制器在四足机器人伺服控制方面的特性与不足;针对传统控制算法在四足机器人控制存在的短板问题,设计了一种非对称前馈补偿模糊自适应PID算法,并利用物理样机进行了实际验证;实验结果为四足机器人电液伺服控制系统硬件、软件和控制算法的设计与优化指明了方向,还为研究四足机器人平稳步态控制策略提供了决策依据和数据支持。

基于模糊-PID控制的水冲洗机器人液压伺服控制系统

变电站带电作业水冲洗机器人是针对220 k V变电站污闪问题研制的特种机器人,本文针对机器人的液压伺服控制系统的非线性特点建立数学模型,对该模型提出了模糊-PID综合控制方案,并对控制方案在理想条件和受干扰条件下进行Matlab仿真和变电站环境下的实地实验。结果表明,该控制方案能够提高机器人液压伺服控制的精度,并且具有一定的抗干扰性。

液压机器人作动器建模及关节转角跟踪控制

针对液压四足机器人作动器伺服精度较差问题,分别推导电液伺服作动器在摆动相、刚性支撑相和弹性支撑相的等效模型,分析各作动器模型特点,提出比例内环自适应幅相控制外环的复合控制策略,应用比例控制器保证位置内环的稳定性,采用自适应幅相控制器进行幅值和相位补偿。通过机器人单腿测试平台进行控制策略验证,实验结果表明:所提控制策略可使系统幅值衰减小于2%,相位滞后小于4°,验证了此方法的有效性。

液压四足机器人关节驱动节能

针对液压四足机器人作动器能耗较大问题,分析液压四足机器人各关节驱动力在摆动相和支撑相特点,提出变供油压力作动器作为液压机器人关节驱动方案,给出变供油压力作动器的构成、工作原理及参数设置方法,应用增益切换方法实现变供油压力作动器控制.此变供油压力作动器具有结构简单、控制方便、节能效果显著、便于应用到其他载荷变化较大的场合.采用MATLAB、AMESim联合仿真平台进行所提方案验证,仿真结果表明,变供油压力作动器与固定供油压力作动器具有相同性能,且能够实现系统节能,最后通过机器人单腿测试平台验证了所建仿真模型的正确性.

基于最小控制综合算法的液压机器人作动器控制

为提高液压四足机器人在运行过程中作动器伺服精度,推导电液伺服作动器等效模型,分析作动器负载特点,提出流量补偿器最小控制综合复合控制策略,给出复合控制策略的工作原理。分别采用流量补偿器和比例位置内环抑制外干扰力和惯性负载变化对系统性能影响,应用最小控制综合控制器对偏差进一步修正,进而实现系统的高精度位置控制。通过MATLAB&AMESim联合仿真与半物理实验台对比实验说明仿真模型的正确性,在联合仿真环境下进行电液伺服作动器的变惯性负载和随机干扰力的仿真实验。仿真及实验结果表明:所提控制策略可使系统幅值衰减小于10%,相位滞后小于10°,验证了此方法的有效性。

遥操作工程机器人力觉双向伺服控制系统

针对并行机构的力反馈双向液压伺服控制中所存在的反馈力冲击大及位置跟随差的问题,提出了一种以主、从手之间的力偏差作为主动端控制信号,位置偏差和力偏差形成从手控制量的改进并行型力觉反馈控制算法;结合遥操作工程机器人主从控制的特点,建立了该算法的动力学模型;搭建并分析了两自由度双向伺服控制实验系统。实验结果表明,该控制算法明显改善了主、从控制系统的操纵性能,操作者能够获得真实的力觉临场感,同时具有控制简单、收敛速度快、实时性好的特点。

液压四足机器人内力抑制及实验研究

针对液压四足机器人在关节位置控制模式下引起的机器人内力问题,建立液压四足机器人单腿运动学方程和单腿动力学方程,分析机器人内力产生的机理及其对机器人性能的影响,提出基于动力学模型的机器人内力自适应抑制策略。自适应控制器利用关节理论力与实际力间的差值对位置指令进行补偿,以实现消除内力的目的。通过液压四足机器人HD平台进行控制策略验证,实验结果表明,机器人在位置控制模式下,机器人内力抑制策略可有效降低系统内力,使得机器人实际驱动力与理论驱动力接近,验证了控制策略的有效性。

液压四足机器人关节重复补偿控制

针对液压四足机器人电液伺服作动器存在的位置跟踪精度较差问题,提出一种重复控制策略来实现位置跟踪控制。根据液压四足机器人的电液伺服系统各个驱动单元的数学模型,得到简化后的液压位置驱动单元的传递函数。设计了重复控制补偿PID控制器,采用Matlab和AMEsim软件进行联合仿真,进行各个模块的参数设置,得到了的电液伺服系统的位置跟踪曲线。并通过液压四足机器人实验平台进行实验验证控制器的有效性。研究表明,重复控制器可以有效的利用电液伺服作动器的重复运行信息,经过一定误差纠正后,幅值实现完全跟踪,相位滞后减小,验证了重复控制补偿PID的有效性。

机器人液压驱动系统的设计

介绍了喷浆机器人液压系统的工作原理。

喷浆机器人液压系统的设计与研究

阐述了喷浆机器人液压系统的工作原理，并对枪杆旋转关节所采用的液压位置伺服控制进行了设计分析。实验证明，该设计方案行之有效。