仿生机器鱼步态控制及闭环运动控制方法综述

鱼类所具有的推进效率高、机动性强、环境扰动小等优点引发了国内外学者对仿生机器鱼的研究。底层步态控制方法和闭环运动控制方法是当前机器鱼控制研究的两大热点。按照推进模式的分类方法概述各类机器鱼的样机研制情况以及其性能优劣,介绍机器鱼的推进机理及其水动力学研究进展,进而重点探讨轨迹逼近方法和中枢模式发生器这2种底层步态控制思路,综述机器鱼的典型闭环运动控制方法。中枢模式发生器具有更强的灵活性、稳定性和可操作性,易于引入反馈项而实现闭环控制,在机器鱼底层步态控制中占主导地位。针对机器鱼的显著特点改进后的基于学习的控制方法与多种方法相结合后的混合控制方法具有更为广阔的发展前景,符合仿生机器鱼智能化的发展方向。根据工作条件和运动要求建立合理的步态控制系统以及准确高效的闭环运动控制系统可提高机器鱼的整体性能。

华控适配卡集成的全数字闭环运动控制网络系统

介绍自行开发的教学服务运动控制网络系统。并阐述系统各部分的功能和具体实现。

一种基于步进电机的3D打印机全闭环运动控制研究

近年来基于步进电机控制的3D打印机在快速成型领域得到了广泛的推广和发展,但由于市场产品普遍采用开环式控制方式,导致控制精度低、打印过程不稳定等问题。本文提出一种全闭环的运动控制方式,通过在3D打印机XY轴增加位置反馈光栅,并采用增量式PID控制算法进行运动位置的实时补偿与修正,从而提高运动控制精度与稳定性。通过MATLAB算法建模与仿真验证了方法的可行性,并通过单片机代码实现应用于相关产品中,产生了较好的改进效果。

高精度激光切割运动控制系统的设计

介绍了激光切割运动控制系统的构成及原理;设计基于GALIL运动控制卡的运动控制系统,采用全闭环的运动控制方式,使系统的精度和加工质量都得到提高;经过工艺实验及测试,可满足当前切割工艺对设备精度的要求,并获得客户的认可。

基于闭环和前馈控制的高速食品分拣机器人控制技术

目的:满足当前对食品分拣机器人速度和精度的需求。方法:基于高速并联食品分拣机器人的系统体系结构,提出一种将传统的运动学闭环控制和力矩前馈控制相结合的高速并联食品分拣机器人控制方法;在原有遗传算法整定PID控制参数的基础上,引入力矩前馈控制方法进行动态控制;对比分析系统的动态跟踪精度和关节力矩,并验证该控制方法的优越性。结果:与传统PID控制相比,最大和平均关节位置跟踪误差降低了65%以上,最大轨迹误差降低了50%以上。结论:该控制方法可以有效提高高速运行时抑制动态干扰的能力。

无人大型矿用电铲实验平台控制系统硬件设计

大型矿用挖掘机是露天矿山开采系统中的核心装备,其综合性能直接决定着整个矿山的开采效率.人工操作时由于电铲体积巨大、作业过程振动剧烈等,会影响挖掘机的综合挖掘效率.针对传统大型矿用挖掘机在复杂矿山环境下综合挖掘效率低、无法实现高效开采等问题,进行了一个无人大型矿用电铲实验平台控制系统的硬件设计与搭建,该实验平台控制系统下位机是由PLC控制变频器分别驱动各工作电机,使用绝对值编码器、倾角传感器等传感器设备,实现对电铲各执行机构的运动闭环控制.同时搭建了实验样机的远程控制系统,其中分别设计有挖掘/行走模式、本地/远程模式转换按钮.该实验平台的搭建为后续进行无人大型矿用电铲智能化研究奠定了硬件基础.

三自由度球形电机位置测量研究

非接触位移测量对实现球电机的闭环运动控制十分重要.对基于微处理器的光学传感器的测量原理作了分析,阐述了利用二自由度光学传感器测量球电机三自由度位移的测量原理,提出了传感器的安装和位移计算方法.这种方法是通过球面的几何关系,由检测到的x和y坐标方向的位置数据计算出z坐标方向的数据,并根据旋量理论建立球电机运动的旋转矩阵和计算出旋转矩阵的旋转角度.通过仿真结果验证了所提方案的实用性.

基于机器视觉自动射击报靶系统的设计

为了解决在实弹射击训练、考核和比赛中，由人工报靶造成的效率低、可靠性差等问题，提出了一种基于机器视觉的模拟打靶报靶系统设计方案。系统由单片机平台Launchpad和步进电机组成高精度二维闭环控制平台，完成弹着点的手动控制、靶心瞄准和打指定环。在此基础上对靶纸的实时视频图像进行颜色区分、二值化、边缘检测、逆坐标映射等一系列信息处理，同时由mspfl49单片机、LCD显示屏及TTS语音模块组成的人机交互平台对打靶结果进行语音播报。实验结果表明，本方案的稳定性较好，并且具有较灵活的扩展性。

桥梁缆索检测攀爬蛇形机器人的设计与实现

为了实现桥梁缆索缺陷的检测,针对桥梁缆索攀爬机器人进行研究,开发了一种适合桥梁缆索缺陷自动检测,具有强攀爬能力和高机动性的攀爬蛇形机器人。它由具有单自由度的模块组成,可根据缆索特征灵活增减模块数量实现手动重构。模块中的超大扭矩舵机、轻质铝合金机械构件和高摩擦系数的外皮等,增强了机器人的攀爬能力。模块正交连接与P-R连接结合应用,使得机器人可有效完成缆索攀爬运动和检测作业。设计一种主从分布式多级闭环运动控制系统,引入电池供电和扭矩限制,增强了机器人的机动性和对环境的适应能力。缆索模拟攀爬试验结果证明机器人具有很强的机动性和攀爬能力。