无线传感器网络技术发展现状

在对无线传感器网路(WSN)产生和发展、技术成熟程度分析的基础上,文章分析了WSN组网模式、拓扑控制、媒体访问控制(MAC)和链路控制、路由与数据转发及跨层设计、时间同步技术、自定位和目标定位技术等组网关键技术和应用支撑技术方面的研究内容。基于应用中的典型实用和示范系统,文章对WSN的应用进行了分类。

基于大数据聚类的智能探测机器人运动控制系统设计

为了减小智能探测机器人运动轨迹误差,实现精准控制,提高智能探测机器人运动控制效率,设计基于大数据聚类的智能探测机器人运动控制系统;采用TMS320LF2407A主控芯片,集成650 V功率管,在电感电流断续模式下工作,提供系统驱动能量,设置光电耦合器,处理控制信号发射,调整控制电路内部电流关系;选用6ES7214-1AG40-0XB0控制器以及信号和通信模块扩展,控制机器人运动轨迹,结合内部驱动装置,整合运动数据信息进行存储,实现运动控制系统硬件结构设计;通过调节程序开始数据,结合内部脉冲数据,构建软件平台管理模块,获取机器人运动轨迹数据;采用大数据聚类技术,建立控制系统大数据分布结构模型,模拟非线性时变LFM控制信号,提取特征并聚类运动轨迹数据,获取精准运动轨迹数据,减少运动轨迹偏差程度,完成运动控制系统软件设计;实验结果表明,基于大数据聚类的运动控制系统的运动轨迹误差较小,能够有效实现精准控制,提高运动控制效率。

基于减法聚类和自适应模糊神经网络方法的运动规划器设计

使用减法聚类和自适应模糊神经网络方法设计了一种水下机器人运动规划器。根据输入输出数据的特性,用减法聚类算法,自适应地确定模糊系统的初始结构和参数,提出将模糊神经系统参数分解为非线性前提参数和线性结论参数并分开辨识。采用梯度下降算法和最小二乘算法分别进行自适应模糊推理系统前后件参数的优化,提高了参数的学习效率。仿真结果表明:在相同的仿真环境下,所设计的自适应模糊神经网络运动规划器的规划效果要好于模糊运动规划器。

基于云计算的移动机器人远程自主控制研究

随着移动机器人对复杂应用场景态势的感知与适应性要求不断提高,单纯依靠机器人本体软硬件的升级存在诸多缺陷,为此提出了基于云计算的远程自主控制方法。方法借助云平台对海量数据的计算处理能力,实现对移动机器人的远程高效控制。在移动控制算法上,通过机器人的运行特征分析得到了其移动方程,并基于此设计了改进蚁群的移动路线规划方法,利用概率规则的不断更新,判断出信息素浓度变化,同时根据引力与斥力的约束计算出最终的移动控制策略。将算法部署于云平台上,采用master-worker集群架构,master通过监督下属worker的载荷状态,进行相应的任务调度。调度时全面考虑worker的内存与CPU使用情况,确保节点的均衡性与高可用。仿真结果表明,基于云计算的远程自主控制方法有效降低了机器人的移动路程与转折次数,提高了移动过程的平稳性,并且具有更高的移动控制效率。

基于偏微分方程约束的机器人群集运动控制系统设计

为充分发挥机器人群集的协作优势,克服单机器人能力不足问题,利用偏微分方程约束理论,设计机器人群集运动控制系统;扩大机器人群集间通信网络范围,改装机器人传感器、运动控制器和驱动电机设备;在硬件设备的支持下,考虑机械结构、运动与动力工作原理,建立机器人群集数学模型;分配机器人群集运动任务,利用偏微分方程规划机器人群集编队运动路径,设置规划路径作为机器人群集运动的约束条件;从位置和姿态角两个方面计算运动控制量,通过控制指令的生成与转换,实现系统的机器人群集运动控制功能;通过系统测试实验得出结论:与传统运动控制系统相比,在优化设计系统的控制下,机器人群集的运动跟踪控制误差为13 cm,机器人群集运动过程中产生的碰撞次数平均值为15次,得到明显减少,即优化设计系统具有良好的控制效果。

基于大数据聚类的移动机器人运动跟踪控制系统设计

传统的移动机器人运动跟踪控制系统控制过程易受到外界扰动影响,导致控制稳定性及运动跟踪准确性较差,为此提出基于大数据聚类的移动机器人运动跟踪控制系统;硬件部分主控制器负责远程无线通讯及采集到图像数据的传输;驱动控制器负责为机器人行走提供动能保证;远程控制模块负责数据、图像及指令的传输;舵机控制模块负责机器人的行走、转向;软件部分首先通过大数据聚类的方法分析机器人移动步态,根据运动超声波传感器原理判定障碍物位置;考虑移动机器人的运行状态与足端轨迹,构建机器人行走控制模型;通过髋关节调节机器人姿态,消除外部扰动对机器人姿态和运动速度的影响,实现移动机器人运动跟踪控制系统设计;实验结果表明,所设计系统控制下机器人运动角速度变化波动范围在-15~10 rad/s之间,运动轨迹跟踪控制的准确率平均值为96%,对机器人运动控制的稳定性及对抗外界扰动方面具有较好的性能,能够实现对移动机器人运动的准确跟踪。

适应于障碍物真实结构的航天器集群避障运动控制

基于人工势场法,研究了适应于空间障碍物真实结构的航天器集群避障运动控制问题。所建立的适应于空间障碍物形状的障碍物势场模型由基于距离度量的基本几何单元势场构成。然后为航天器集群设计了一种避障运动控制律,并对闭环系统稳定性以及避障效果进行了理论分析。最后通过具体的编队形成运动仿真案例,验证了控制律所能实现的状态跟踪和碰撞规避效果。本文设计的避障方法仅利用个体相对于邻近障碍物的位置和速度信息,适应于空间障碍物信息不完全已知的现实应用需求。

台达机电产品在高速集束球经机中的应用

本文主要介绍台达20PM运动控制器在纺织行业的高速集束球经机中的应用。阐述了球经机的技术特点和工艺要求，简介了控制系统的硬件配置和应用程序。在控制系统中利用20PM内置的多组电子凸轮功能实现了两边成型和精密绕排等各项工艺目标。

VSCMG簇的操纵律优化设计

变速控制力矩陀螺(variable speed control moment gyro,VSCMG)簇相对于单框架控制力矩陀螺簇仅增加了飞轮转速可调自由度,实现难度不大,但能够缓解奇异问题。基于线性代数理论,从机理上分析了已有的添加零运动的加权伪逆操纵律不能规避VSCMG簇内所有奇异点。针对添加零运动的加权伪逆操纵律不能规避奇异点的问题,采用优化方法,设计出一种新型的VSCMG簇操纵律,能够规避采用传统添加零运动的加权伪逆操纵律不能规避的奇异点。最后搭建整个航天器姿态控制系统,仿真验证了所设计的新型操纵律奇异规避的有效性。