工业集装箱生产线码垛机器人运动单元轨迹控制

传统的控制方法没有充分考虑工业集装箱生产线码垛机器人运动过程中,连杆间的复杂关系和运动误差积累等因素,导致机器人的轨迹控制中出现冲突,只能以延迟平衡点等待时间的模式完成轨迹控制,缺少对平衡点的灵活调整过程。因此,提出一种工业集装箱生产线机器人轨迹控制方法。采用密码散列函数建立机器人运动的数学模型,计算四个连杆的坐标乘积并设定矩阵,求得各个连杆在标准状态下加速度和位姿,查找当下位姿与目标位姿间的最低误差并转换为条件函数。计算机器人在不同工况下到达目标点的位姿和关节角速度变化,设定一个超限范围并求解在范围内的机器人与平衡点间差值,按照制约关系实现适当调整。采用粒子群优化算法在轨迹范围内查找目标点,将位置与加速度等值实现模态拟合,得到一个最终的控制阈值,按照阈值实现合理控制。实验证明该方法控制精准度高,轨迹角度和距离的控制效果好。

多个轮式移动机器人沿同一轨迹曲线运动的编队控制研究

针对多个轮式移动机器人在狭长路段的编队运动,在领航-跟随法的框架下,研究了含输出约束的多个轮式移动机器人的编队控制设计问题。提出的控制策略可在系统受到外界干扰时,实现领航者和跟随者沿同一目标轨迹曲线运动并保持一定的距离。对于领航者,设计了基于动态跟踪目标的控制器,将原跟踪控制问题转化为对轨迹曲线曲率的跟踪。对于跟随者,基于运动中领航者与跟随者之间的几何关系,利用虚拟结构方法和障碍李雅普诺夫函数方法设计了一种鲁棒控制器,保证了跟随误差在一定范围,且使所有跟随者都能精确完成编队运动任务。数值模拟结果表明了所提控制策略的有效性。

基于PLC的切割机运动轨迹控制系统的设计

在实际应用中,很多切割机不能满足加工精度要求,精度高的切割机又十分紧缺,因此发展高精度的切割机很有必要。另一方面,很多切割机自动化水平不高,尤其是手动操作的切割机在操作时很不方便。故采用可编程终端、PLC、运动控制单元、伺服驱动系统等成熟的控制部件构建切割机运动轨迹控制系统。详细设计此系统的各个模块单元,介绍各个部件之间的数据通信和软件设计步骤,并以一个简单的例子说明了其操作过程。采用此运动系统能使加工工件的质量、机床的自动化程度、可操作性都得到大幅度的提高。

柔性机械臂运动轨迹的鲁棒自适应控制

本文针对多连杆柔性机械臂的运动轨迹控制问题，讨论了动力学建模、控制系统结构设计以及鲁棒自适应控制算法，运用假设模态方法得到了柔性机械臂动力学近似方程，通过对柔性机械臂动力学特性分析，建立了等价动力学模型，依此提出了一种鲁棒自适应控制算法，并给出了仿真研究结果。

移动机器人运动轨迹控制算法研究

为减少轮式移动机器人运动中相邻电机的耦合误差,提高整体运动的协调性和同步性,结合轮式机器人运动学模型,提出一种位置式PID反馈控制算法。根据轮式控制原理,在经典PID控制算法的基础上,引入级联反馈控制算法,对左右两轮的反馈增量进行修正,从而调整左右两轮电机转速。最后通过实验对上述算法进行验证,并与传统PID控制算法进行比较。实验结果表明,在对左右两轮控制方面,位置式PID控制算法更稳定。

架空输电线巡检机器人的跨障运动轨迹控制

针对高压输电线检修维护问题,自主研发了新型三臂式架空输电线巡检机器人,并提出跨障的识别方案和动作方案。简化了此巡检机器人的跨障运动过程,采用D-H(Danevit-Hartenberg)建模方法建立了机器人跨障过程的运动学模型。在此基础上,应用拉格朗日力学方法完成了动力学建模。针对跨障运动轨迹跟踪问题,将外界干扰、误差等不确定因素考虑进去,采用鲁棒自适应PD(proportional-derivative)控制方法进行控制。为了验证此方法,加入传统PD控制方法进行对比。以理想的运动轨迹为目标轨迹,通过Simulink分别仿真得到2种算法的跟踪轨迹,将搭载2种算法的巡检机器人先后放在实际线路上运行,通过多传感器采集得到运动轨迹。实验结果显示它们的控制轨迹都非常接近目标值。从跟踪轨迹上对比2种算法,证明了所采用方法的有效性、稳定性和优越性。

基于ADT-8948A1的运动轨迹控制系统设计

目前，常用的伺服运动控制系统方式有：单片机系统、专业运动控制PLC、运动控制卡等。随着PC的发展和普及，采用“PC＋运动控制卡”作为控制系统是运动控制系统的一个主要发展趋势。“PC＋运动控制卡”方案可充分利用计算机资源，

双坐标运动轨迹两级计算机控制系统

本文讨论双坐标运动轨迹控制系统，给出了两级计算机控制的系统结构及硬件组成，分别介绍了控制级和规划级控制软件的设计方法，并给出多机通讯的线路设计。本系统已成功投入实际运行。

基于三轴运动模组的具有避障和等待位的运动控制方法

在各种自动化设备中,先取料后,再放料,而且需要避障的应用场景非常常见。介绍了一种结构简单,效率高的控制方法,从取料点向放料点运动及从放料点向取料点运动两个方面介绍了该控制方法,对比常规的三轴运动控制,结合运动轨迹、运动速度两个方面分析了该控制方法的优点。涉及基于伺服电机的三轴联动的运动控制领域,具体涉及一种具有避障功能和有等待位功能的运动控制方法。采用该技术方案,可以让三轴机械手高效地实现取料和放料的动作,实现机器人的运动轨迹平滑功能,该技术方案成本低,对安装位置要求低,实现方法简单,设计的柔性高。

移动机器人运动轨迹控制算法研究

为减少轮式移动机器人运动中相邻电机的耦合误差,提高整体运动的协调性和同步性,结合轮式机器人运动学模型,提出一种位置式PID反馈控制算法。根据轮式控制原理,在经典PID控制算法的基础上,引入级联反馈控制算法,对左右两轮的反馈增量进行修正,从而调整左右两轮电机转速。最后通过实验对上述算法进行验证,并与传统PID控制算法进行比较。实验结果表明,在对左右两轮控制方面,位置式PID控制算法更稳定。

一种用于控制工业机器人运动轨迹误差的观测控制策略研究

为了提高工业机器人运动轨迹的控制准确度,提出一种运动误差观测控制策略。分析机器人的组成结构,明确其工作原理。建立工业机器人的坐标系,并在该坐标系上求取机器人连杆间坐标系的变换矩阵;利用连杆间坐标系的变换矩阵,得到机器人末端执行器的运动学模型。以机器人的测量运动误差为依据,联合工业机器人的标称正向运动学模型,求取传感器架以及标称架与底座之间的变换模型;通过该变换模型,计算传感器架相对于标称架之间的位置向量及动态误差变换矩阵,得到测量运动误差值;通过测量运动误差值,构造运动误差观测器,用于获取机器人的估计运动误差,并将估计运动误差联合神经网络控制器,以实现对机器人运动轨迹的准确控制。利用此方法和滑模控制策略对平面和空间标定运动轨迹进行追踪,结果显示:此方法能准确地对平面和空间标定运动轨迹进行追踪,而且与滑模控制策略相比,此方法的追踪精度提高了34.25%。说明此方法能对工业机器人的运动轨迹进行精确的控制。

单定子三自由度超声电机运动轨迹控制的研究

通过实测得出单定子三自由度超声电机单独绕各轴旋转的性能及其各轴之间运动的耦合情况。针对该超声电机的特性 ,提出了逐点比较法控制策略。实验表明 ,应用此控制策略 ,该超声电机输出轴能够到达空间任意位置 ,并能够精确地按照事先规划好的几种几何轨迹进行运动 ,完全能够实现预计的控制目标。

基于曲线物理模型的轨迹运动规律研究

为了把轨迹的位置控制转变为运动规律控制,取消插补运算,建立数控机床运动控制的物理模型。根据运动学原理和几何学原理研究轨迹的几何参数、运动参数、规划参数之间的关系,写出了轨迹运动微分方程组。根据轨迹函数、规划参数可以计算出各坐标轴的瞬态运动参数。运动规律的代表是一组运动参数,用运动参数控制运动等于同时控制运动规律和几何规律。一条轨迹的位置点有无穷多个,但规律只有一个,按运动规律控制的方法是最简捷、最全面的。经过试验和仿真,证明运动参数控制轨迹的方法是能够同时控制位置和运动的好方法。

挖掘机工作装置轨迹控制

挖掘机工作装置轨迹控制同济大学黄宗益王康杨劲松１概述液压挖掘机是通用性机械，具有很多自由度，完成多种作业：掘削、装载、整地、起重和搬运等。这些作业往往需要复合操作，要求对工作装置的运动进行控制，使铲斗按要求的轨迹进行作业。例如：倾斜面切削加工、土坡夯...

轮式移动机器人轨迹跟踪控制的特点与方法

基于传感器的轮式移动机器人已经被广泛地应用于制造、服务、农业、探测等多种领域中。轮式移动机器人的控制问题得到了广泛的关注。轨迹跟踪控制是轮式移动机器人控制的基本问题之一。由于具有非完整条件约束、机器人系统自身的严重的非线性特性、以及控制系统自身的不确定因素和存在各种内部与外部的干扰等使得轮式移动机器人的轨迹跟踪控制非常的困难。本文主要论述了轮式移动机器人轨迹跟踪控制的难点,并且结合这些难点介绍了轨迹跟踪控制的一般方法。最后指出了轮式移动机器人轨迹跟踪控制中存在的一些问题。

无人艇工程控制课程实践教学平台开发

针对在教学环节中存在的问题,利用计算机技术和工业软件开发无人艇工程控制课程实践教学平台。该平台可进行无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)建模及运动轨迹控制。针对USV物理参数的不确定性,根据运动学和动力学模型设计控制器,分析控制器参数对USV运动性能的影响规律。无人艇工程控制课程实践教学平台的建设应用可提升学生对USV的运动操控、故障判断及维护保养能力。

台达PM系列高阶运动控制型PLC

近日，台达电子集团PLC家族又迎来了一个新成员——PM系列高阶运动控制型PLC，该款机型是目前台达首创的能实现复杂运动控制的PLC主机，具有微秒级高速运算处理能力及超大的内存空间，能完成数控系统和专用运动控制板卡才能完成的运动轨迹控制，并且兼容G，M代码以及PLC指令，处于PLC业界领先水平。广泛应用于切割，雕刻，光刻，磨边木工包装，机器人，电子设备，焊接等行业。

台达震撼推出PM系列高阶运动控制型PLC

近日，台达电子集团PLC家族又迎来了—个新成员——PM系列高阶运动控制型PLC，该款机型是目前台达首创的能实现复杂运动控制的PLC主机，具有微秒级高速运算处理能力及超大的内存空间，能完成数控系统和专用运动控制板卡才能完成的运动轨迹控制，并且兼容G、M代码以及PLC指令，处于PLC业界领先水平。广泛应用于切割、雕刻、光刻、磨边、木工、包装、机器人、电子设备、焊接等行业。

高速开关阀控气动位置伺服系统的自适应鲁棒控制

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰,为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制,设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性,利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响,从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界,控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明,所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能,对干扰具有较强的性能鲁棒性,系统跟踪幅值为0.09 m,频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时,最大绝对跟踪误差为1.51 mm,标准跟踪误差0.72 mm。

智能控制在机器人领域中的应用

机器人从属于智能机器,根据功能分为不同的类型,工业机器人服务于工业生产和制造,家用机器人服务于家庭或消费者,特种机器人服务于特殊环境工作。机器人是集合了多项高科技技术,包括材料机械技术、电子技术、传感技术、识别技术等的一种前沿性的机器,其中智能控制是机器人服务于各个领域,完成各项功能的重要技术。现今人们所常见的机器人,多数能够半自主或全自主工作,能够有效辅助甚至代替人们在生产和生活中的工作,基于此,笔者探究智能控制在机器人领域中的应用。