机器人电阻点焊电极压力均压平衡控制研究及应用

针对车门翼板高强度双相钢机器人点焊中因为电极压力控制不当而出现的压痕、变形和扭曲等缺陷,分析电极压力对点焊质量的影响。采用ANSYS数值模拟软件比较分析不同电极压力下板材等效压力变化情况,分析结果显示,相较于电极压力为4 000 N,电极压力为3 000 N时,焊点等效压力波动较小,塑性变形也相对较小。针对车门翼板点焊,确定了合理的点焊电极压力为3 300 N,并设计了分阶段控制曲线,通过FANUC点焊控制系统对电极压力进行实时监测和补偿,有效控制了电极压力的波动。此外,利用均压平衡宏程序,可以根据板材形状变化和电极磨损等因素实时调整电极压力。试验结果表明,采用均压平衡控制后,电极压力波动控制在±5%以内,焊点表面压痕深度减少约20%,焊点质量明显提升。

煤矿井下钻杆装卸机械臂设计与应用

针对液驱钻杆装卸机械臂控制精度低,动作连贯性差,不利于实现钻机智能化的问题。以防爆伺服控制技术为切入点,结合钻探施工工艺技术,设计六自由度电驱防爆机械臂,用于煤矿井下钻杆自动装卸,打造新一代智能化钻杆装卸平台。首先分析了钻杆装卸机械臂主要参数,根据参数要求设计机械臂结构方案,再进行机械臂驱动部件选型计算,最后通过运动学仿真与分析,验证机械臂满足钻杆装卸要求。现场试验表明,设计的钻杆装卸机械臂运行稳定,智能化程度高,适用于煤矿井下恶劣环境。

Analysis on Static Pressure Bearing Seal Characteristics of Guide Sleeve of Electro-hydraulic Servo Cylinder

As a typical bionic walking robot, hydraulic quadruped robot has attracted much attention because of its high mobility, strong load capacity and steady motion. The electro-hydraulic servo cylinder, as its power actuator, requires low friction, good lateral load resistance and high speed motion. The electro-hydraulic servo cylinder hydrostatic bearing seal guide sleeve is taken as the research object in this paper. By using Fluent software to analyze and contrast the film characteristics of rectangular and I-shaped oil chamber of hydrostatic bearing seal guide sleeve, the relationship between piston rod moving speed, eccentricity, oil film carrying capacity, friction force and leakage volume, as well as the relationship between oil feed flow and oil film bearing capacity, friction force, inlet pressure and leakage volume were analyzed. This study provides a theoretical basis for optimizing the static pressure bearing seal parameters.

用于航海模拟的六自由度并联机器人的研究

研制的六自由度并联机器人载重 7吨 ,三方向平移行程达± 80 0mm ,三个转动姿态角达± 30°。为提高系统的可靠性 ,采用计算机网络控制策略实现其运动系统控制和逻辑控制。逻辑控制功能的设计不仅实现了运动系统的冗余控制 ,提高系统的可靠性 ,还实现了并联机器人的自动操纵及鼓掌诊断和处理 。

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。

基于图像的PUMA560机器人视觉伺服系统仿真

采用基于图像的视觉伺服方法,基于机器人仿真工具箱(Robotics Toolbox for Matlab),在Matlab/Simulink环境下,运用子系统建立了基于图像的六自由度PUMA560机器人视觉伺服仿真模型。通过仿真试验,其结果表明所构建的机器人视觉伺服系统对于静态的目标定位能够达到较快的响应和较高的精度。

机器人视觉伺服仿真系统研究

以六自由度SG MOTORMAN机器人为研究对象,建立了视觉伺服仿真系统.该系统运行在Windows环境下的Matlab平台上,可便捷地使用Matlab工具箱进行图像处理和视觉伺服控制算法的研究.采用VisualC++编程语言调用OpenGL库实现机器人三维实时动画仿真.为视觉机器人的设计提供了一个安全可靠、灵活方便的研究平台.

竞争型机器人仿真系统设计与实现

为满足竞争型机器人系统Tele-LightSaber(TLS)对竞争博弈算法和相关的视觉伺服控制策略快速验证的要求,本文结合遥击剑TLS实验平台及其作业特点,设计并实现了基于"人机智能和谐分配"的竞争型机器人仿真系统.通过系统配置及离线编程,对实验数据再现并进行误差分析,表明本仿真系统能够较好地模拟实际系统,为TLS系统实验提供了前期的验证平台.

基于Internet机器人视觉伺服系统仿真实现

为利用视觉伺服技术实现机器人的网络遥操作,基于所给出的仿真模型,在Robotics Toolbox for Matlab工具箱的基础上,通过Matlab数据引擎技术,实现了基于Internet机器人视觉伺服系统的仿真。为增强系统的实时性,仿真中采用了数据的同步收发和时延缓冲策略。通过给出图像特征点的方式,操作者能够利用Internet实现对虚拟的Puma560机器人进行实时遥操作。

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。

基于回声状态网络的机械臂的视觉伺服控制

由于机械臂本身的非线性和强耦合性,使得在研究机械臂控制问题的时候不得不考虑由此而带来的模型不确定项的问题。针对机械臂系统模型中的不确定项部分,将回声状态网络引入到机械臂的视觉伺服控制系统中。利用回声状态网络对系统的不确定项部分进行辨识,从而在控制律中实现对该部分的补偿,最终实现机械臂的定位控制。利用MATLAB仿真软件对系统进行仿真,仿真结果与没有使用回声状态网络的系统进行比较。结果表明,回声状态网络能很好地对系统的不确定项进行辨识,并通过对不确定项的补偿,使系统能更快达到期望要求。

液压驱动四足机器人变刚度力跟踪控制

针对液压驱动机器人在变刚度条件下力控制问题,建立了液压驱动四足机器人系统的阻抗模型和带有弹性负载的阀控缸模型.分析系统刚度变化对系统性能的影响,指出常规控制策略在精确足力跟踪控制中的不足,结合变刚度条件下阻抗模型和电液位置伺服系统的特点,提出实现精确足力跟踪的模糊自适应PID位置内环控制和模糊阻抗外环控制的复合控制策略.在半实物仿真平台上进行变刚度条件下的足力跟踪实验,仿真结果表明:在变刚度条件下,足力跟踪曲线最大超调及稳态误差均小于5%,调整时间基本相同,验证了所提控制策略的有效性.

输入指令整形技术在电液伺服系统中的应用

针对液压四足机器人电液伺服位置控制存在的振动问题,分析电液伺服系统特性,根据振动控制技术提出输入指令整形控制策略,研究输入整形技术在抑制机械谐振方面的作用,为该技术在液压四足机器人上的应用提供理论和现实依据.通过分析输入整形减振技术及其工作原理,设计零震荡整形器,并利用AMESim和MATLAB对电液伺服系统进行位置控制联合仿真.结果表明,输入整形技术能够抑制电液位置伺服系统中产生的机械谐振,利用电液伺服系统综合实验台验证了该控制技术的有效性.

视觉辅助遥操作在卫星在轨自维护中的应用

为了克服时延对空间机器人遥操作的影响,提出了利用视觉技术辅助遥操作进行卫星自维护的方法.针对遥操作数据传输滞后的问题,设计并实现了一种基于视觉的共享控制策略,该策略将维护任务分为自由空间控制与自主视觉伺服控制.在自由空间控制阶段,通过3D图形预测仿真以及实时反馈的视频流,提高了遥操作者的视觉临场感.在自主控制阶段,采用冗余特征视觉伺服控制,克服了系统对标定精度的依赖性,从而提高了整个系统的智能化程度.最后,通过对典型的卫星维护任务实例的分析,验证了该方法的有效性.

基于竞赛自平衡小车的双闭环控制设计与仿真研究

针对具有多变量、不稳定、非线性特性的自平衡小车系统,提出了一种基于偏角伺服控制与LQR控制相结合的双闭环控制方法。在该方法中,先根据系统的等效模型,采用LQR方法控制自平衡小车的倒立平衡,采用伺服控制进行偏角跟随控制。并且在设计过程中,先保证自平衡小车的倒立平衡,然后再进行伺服控制,运行中两个闭环实时控制,达到使小车倒立快速寻迹运行。数字仿真结果与理论分析基本一致,表明了该方法的可行性。

基于Matlab的机器人单关节驱动系统仿真设计与分析

永磁同步电动机作为执行机构驱动机器人单关节,应用仿真软件Matlab进行了相关驱动系统的仿真设计和分析。

工业机器人伺服控制系统建模及仿真

基于工业机器人伺服控制系统原理,研究了永磁同步电机的位置、转速、电流三闭环伺服控制系统。首先阐述了系统的结构,分析了永磁同步电机的动态数学模型,其次研究了伺服系统矢量控制和空间矢量脉宽调制的机理,最后依据结构及原理在Matlab/Simulink中对系统进行建模和仿真。仿真结果表明,工业机器人伺服系统在转速、电流内环的辅助下,位置环具有良好的位置跟随性能,系统仿真模型为研究高性能工业机器人奠定了基础。

直接驱动机器人关节的DSP控制

讨论了直接驱动机器人关节的DSP伺服控制的方法。首先根据已经设计好的机器人直接驱动关节建立一个驱动模型,然后选择合适的控制器和控制算法,建立一个以TMS320LF2407A为核心的DSP控制系统,实现了PWM波的产生,执行信号的采样和处理,机器人直接驱动关节转角位置的校正。为了检验已设计的伺服控制系统的功能参数,用MATLAB软件进行仿真,在考虑机械、电气性能的情况下实现对机器人直接驱动关节的伺服控制。

移动机器人视觉伺服仿真系统研究

采用基于单应矩阵的视觉伺服方法,利用机器人仿真工具箱(Robotics Toolbox for Matlab),在Matlab/Simuiink环境下,构建移动机器人视觉仿真系统。仿真试验表明所构建的移动机器人视觉伺服系统的有效性。

机器人电液伺服系统建模的仿真方法

利用拉格朗日方程导出关节型机器人电液伺服系统的动力学方程。在一定的条件下,对此方程进行了简化和线性化,得到了系统的实用数学模型。在实验装置上对系统进行实时仿真,用频率法对模型的参数进行估计,其结果验证了这种数学模型的可信程度。