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欠约束临时支护机器人几何静力耦合模型及运动控制研究
1
作者 刘鹏 朱延 +6 位作者 马宏伟 曹现刚 张旭辉 段学超 周昊晨 乔心州 夏晶 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期346-361,共16页
护盾式智能掘进机器人系统有效的解决了煤矿开采中“采掘失衡、采快掘慢”难题。临时支护机器人作为该系统的重要组成部分,尽管在提升作业效率上发挥了重要作用,但由于结构限制,仅能实现竖直方向的升降运动,难以有效应对复杂巷道的临时... 护盾式智能掘进机器人系统有效的解决了煤矿开采中“采掘失衡、采快掘慢”难题。临时支护机器人作为该系统的重要组成部分,尽管在提升作业效率上发挥了重要作用,但由于结构限制,仅能实现竖直方向的升降运动,难以有效应对复杂巷道的临时支护作业。为解决临时支护机器人运动受限难题,设计了一种欠约束临时支护机器人,并提出了一种基于RBF神经网络分块逼近的终端滑模控制方法,以实现欠约束临时支护机器人的高精度运动控制。首先,利用修正的G-K公式对该机器人的自由度进行了分析,针对欠约束临时支护机器人正运动学难以求解问题,建立了几何静力耦合模型,提出了一种改进的蜣螂优化算法,对正/逆几何静力问题进行求解,并对几何静力问题进行了仿真;其次,设计了一种基于RBF神经网络分块逼近的终端滑模控制器。针对末端支护平台参数矩阵的不确定,使用多组RBF神经网络对其逼近,根据自适应律在线调整权值,实现了动力学模型的重构,并设计鲁棒项消除模型重构误差和外部扰动。为缓解控制器存在的抖振问题,设计了模糊系统自适应逼近切换增益来代替鲁棒项,并利用Lyapunov准则证明了控制系统的稳定性。最后,以平面圆轨迹为例进行仿真。结果表明:改进的蜣螂优化算法对正/逆运动学单点验证精度均小于10-20,连续运动学求解结果良好。使用RBF神经网络分块逼近的终端滑模控制方法对预定轨迹的位置跟踪误差为0~0.011m,姿态跟踪误差为0~0.0031°,与RBF神经网络整体逼近和PD控制相比最大跟踪误差分别减少了99.0%、95.5%,均方根误差分别减少了98.3%、96.5%。证明了基于RBF神经网络分块逼近的终端滑模控制方法能进一步提高欠约束临时支护机器人的运动控制精度,在受到外界干扰的情况下具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 欠约束并联机器人 临时支护 运动控制 优化算法 神经网络 模糊系统
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基于自适应模糊PID的建筑移动机器人运动规划与控制方法 被引量：3
2
作者 张乾坤 金睿 +4 位作者 丁宏亮 徐泽铨 王伟 张海峰 邹佳霖 《机电工程》 北大核心 2025年第2期315-326,共12页
针对建筑施工现场涉及的越障、攀爬等复杂非结构化场景,为提升机器人的整机性能,提出了一种基于轮履切换的建筑移动机器人。首先,在传统单履带基础上设计了子母履带辅助攀爬机构,基于激光雷达、惯性测量单元等多传感融合的空间定位与建... 针对建筑施工现场涉及的越障、攀爬等复杂非结构化场景,为提升机器人的整机性能,提出了一种基于轮履切换的建筑移动机器人。首先,在传统单履带基础上设计了子母履带辅助攀爬机构,基于激光雷达、惯性测量单元等多传感融合的空间定位与建图,利用基于运动学约束的信息树扩展算法对随机环境中的机器人进行了路径规划;然后,建立了含重心偏移、滑移等非线性扰动的运动学和动力学方程,综合考虑了实际作业过程中的强耦合、非线性、建模误差等不确定性因素,设计了一种基于自适应模糊分数阶的PID控制方法;最后,根据仿真分析与实验,验证了机器人的整机灵活性、高可靠性及多场景适应能力。研究结果表明:基于轮履切换的机械结构对复杂场景具有良好的适应能力;路径规划平均缩短路径长度9.08%,缩减行程时间39.83%;控制系统可在保障运动稳定性、动作协调性的同时减小位置误差,实现对机器人的精确控制目的,满足复杂施工环境下机器人的作业需求。 展开更多
关键词 建筑机器人 轮履切换 运动控制 轨迹规划 同时定位与地图构建 自适应模糊PID控制
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多自由度机械臂关节运动控制研究 被引量：1
3
作者 李美强 马庆禄 +1 位作者 闫浩 余腾伟 《机械强度》 北大核心 2025年第2期147-158,共12页
机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题。以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计... 机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题。以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计算模型。针对机械臂在空间运动中关节卡顿产生的抖动现象,采用三次样条插值算法进行优化。在笛卡儿空间规划中采用直线插补法减少末端执行器运动距离,通过Matlab仿真得出具体规划点,满足设计要求。最后,利用SolidWorks建立机械臂的三维模型并生成统一机器人描述格式(Unified Robot Description Format,URDF)模型,使用MoveIt进行实际机械臂在关节空间和笛卡儿空间的轨迹规划,通过RViz展示运动过程。试验结果表明,加入三次样条插值算法后,机械臂关节电动机能够保持稳定的运转,相对于无三次样条插值算法,关节轨迹曲率分别降低了15.4%、35.6%、21.3%、26.8%、18.98%和45.7%,有效解决了关节运动过程中的抖振问题,实现了机械臂平稳运动。 展开更多
关键词 六自由度机械臂 正逆运动学 三次样条插值 运动控制
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合肥光源计量线站运动控制系统开发
4
作者 胡婷 孔安博 +2 位作者 汪啸 陈留国 刘功发 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第4期463-471,共9页
合肥光源计量线站控制系统设计于2000年初,线站上旧的运动控制系统运行多年,功能有限,无法满足新的需求。针对以上问题,设计并开发了一套运动控制系统。该系统使用PLC作为主控制器,在EPICS架构下实现运动控制并基于Bluesky实现扫描实验... 合肥光源计量线站控制系统设计于2000年初,线站上旧的运动控制系统运行多年,功能有限,无法满足新的需求。针对以上问题,设计并开发了一套运动控制系统。该系统使用PLC作为主控制器,在EPICS架构下实现运动控制并基于Bluesky实现扫描实验控制。测试结果表明,该控制系统达到了所要求的样品旋转台定位精度优于0.05°、单色器中平面镜与光栅的双轴联动误差小于0.01 mm,并可以满足用户多种扫描模式实验需求。 展开更多
关键词 合肥光源 运动控制 EPICS Bluesky
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不确定影响下智能车辆纵向干扰估计与运动控制
5
作者 荆威 赵文强 +2 位作者 魏洪乾 赖晨光 张幽彤 《汽车技术》 北大核心 2025年第5期11-21,共11页
为了消除外部扰动和环境的不确定性因素干扰,提高车辆的速度跟踪精度,提出了一种融合高增益扩张状态观测器(HGESO)和模型预测控制(MPC)的纵向运动控制器。首先,将外部多源不确定干扰整合为速度控制中存在的随机时变阻力,通过高增益扩张... 为了消除外部扰动和环境的不确定性因素干扰,提高车辆的速度跟踪精度,提出了一种融合高增益扩张状态观测器(HGESO)和模型预测控制(MPC)的纵向运动控制器。首先,将外部多源不确定干扰整合为速度控制中存在的随机时变阻力,通过高增益扩张状态观测器进行估计,同时,结合标称状态空间模型,完善车辆纵向动态描述;然后,利用融合干扰阻力的增量式MPC控制器,综合考虑纵向速度跟踪误差、乘坐舒适性以及控制器能耗等因素,设计多目标优化函数并求解最优控制量;最后,精确标定下层控制器映射表,输出油门和制动控制量,提升控制器实时执行能力。结果表明:在大纵坡干扰工况和连续转向工况下,车辆速度跟踪精度分别提升35%~61.54%、26.3%~80.8%,提出的控制策略能够有效消除外部干扰对车辆纵向控制的影响。 展开更多
关键词 智能车辆 纵向运动控制 外部干扰估计 不确定影响 模型预测控制
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基于改进行为克隆算法的机器人运动控制策略
6
作者 黄小霞 阳波 +4 位作者 向鑫 陈灵 陈中祥 孙舜尧 肖宏峰 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第6期1668-1675,共8页
针对机器人在双臂协同插孔等精细操作中运动控制策略训练复杂、路径规划执行不够高效和精确的问题,提出了一种基于多尺度特征金字塔和注意力机制的改进机器人行为克隆算法。结合残差网络和特征金字塔设计backbone网络以提取并融合多尺... 针对机器人在双臂协同插孔等精细操作中运动控制策略训练复杂、路径规划执行不够高效和精确的问题,提出了一种基于多尺度特征金字塔和注意力机制的改进机器人行为克隆算法。结合残差网络和特征金字塔设计backbone网络以提取并融合多尺度图像特征,加强机器人的环境感知和视觉反馈能力;引入动作分块模块以提升控制策略的准确和平滑,降低行为克隆中的复合误差;基于注意力机制将控制策略训练成为条件变分自编码器(CVAE)以学习示教数据分布和捕获图像特征与动作的相关性,从而提高策略的泛化能力和面对陌生环境的适应性及创造性。仿真结果表明,所提算法在两个精细操作任务中的成功率和轨迹平滑显著优于其他五个基线模型,充分证明了该算法能够通过简单训练精确地执行机器人精细操作任务。 展开更多
关键词 机器人精细操作 运动控制策略 行为克隆 动作序列
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鞋跟高度对慢性踝关节不稳女性平地行走时踝关节运动控制的影响
7
作者 赵春燕 闫晓芹 +2 位作者 王疆娜 程静静 孙威 《医用生物力学》 北大核心 2025年第1期156-162,186,共8页
目的 探讨慢性踝关节不稳女性(chronic ankle instability, CAI)穿着不同高度高跟鞋行走时对踝关节运动控制的影响。方法 采用Vicon红外运动捕捉系统和三维测力台同步采集20名健康女性和20名CAI女性穿着4种高度(1、3、5、7 cm)高跟鞋平... 目的 探讨慢性踝关节不稳女性(chronic ankle instability, CAI)穿着不同高度高跟鞋行走时对踝关节运动控制的影响。方法 采用Vicon红外运动捕捉系统和三维测力台同步采集20名健康女性和20名CAI女性穿着4种高度(1、3、5、7 cm)高跟鞋平地行走时足着地前后200 ms内的运动学、动力学参数。应用双因素重复方差分析对数据进行统计分析。结果 足着地时内翻峰值角速度以及内翻峰值角度存在组别×鞋跟高度的交互效应。经事后检验结果显示,在健康组内,与鞋跟1 cm相比,穿着5 cm(P=0.002)、7 cm(P=0.002)高跟鞋行走时在足着地前后200 ms内翻峰值角速度显著较大;穿着1 cm与5 cm(P=0.018)、7 cm(P<0.001)高跟鞋行走时内翻角度峰值有显著性差异。在CAI组,与鞋跟1 cm相比,穿着5 cm(P=0.002)、7 cm(P=0.002)高跟鞋行走时在足着地前后200 ms内翻峰值角速度显著较大;穿着1 cm与3 cm(P<0.001)、5 cm(P<0.001)、7 cm(P<0.001)高跟鞋行走时内翻峰值角度有显著性差异。在足着地前后200 ms内跖屈峰值角度(P<0.001)、外旋峰值角度(P<0.001)、外旋峰值角速度(P<0.001)、跖屈峰值力矩(P=0.048)存在显著的高度主效应;外翻峰值力矩存在显著的组别主效应(P<0.001)。结论 与健康人相比,CAI女性穿着高跟鞋行走时踝关节控制能力较弱,随着跟高增加,踝关节稳定性降低,建议CAI女性穿着3 cm以下高度的高跟鞋。 展开更多
关键词 高跟鞋 慢性踝关节不稳 运动控制 生物力学
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基于人工智能技术的水下机器人运动控制研究
8
作者 罗艳萍 刘敏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第10期78-81,共4页
为应对水下机器人运行复杂环境,挖掘水下机器人非线性运行过程关键规律,提出基于人工智能技术的水下机器人运动控制方法。构建水下机器人空间运动方程,深入分析水下机器人水平、垂直方向上运行状态,计算水下机器人运行方向偏差角、深度... 为应对水下机器人运行复杂环境,挖掘水下机器人非线性运行过程关键规律,提出基于人工智能技术的水下机器人运动控制方法。构建水下机器人空间运动方程,深入分析水下机器人水平、垂直方向上运行状态,计算水下机器人运行方向偏差角、深度,通过到模糊PID控制生成实时水下机器人运动控制量,实现水下机器人运动控制。依据实验可知,该方法水下机器人运动控制稳定性高于98%,控制误差低于0.1%,能够适应多种复杂水下环境,有效推动水下作业领域技术发展。 展开更多
关键词 人工智能技术 水下机器人 运动控制 模糊PID控制
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装片机运动控制平台模型参数辨识应用
9
作者 张翔 花国祥 +3 位作者 朱友为 钱承山 陈怀荣 梁伟明 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期23-26,31,共5页
装片机运动控制平台主要采用二自由度的PID控制策略,其控制性能依赖于平台模型精度,但平台模型存在参数不确定问题,导致PID控制参数需要结合实际进行人工调参,难以保证控制指标要求。针对这一问题,提出了一种基于机理模型和实际平台测... 装片机运动控制平台主要采用二自由度的PID控制策略,其控制性能依赖于平台模型精度,但平台模型存在参数不确定问题,导致PID控制参数需要结合实际进行人工调参,难以保证控制指标要求。针对这一问题,提出了一种基于机理模型和实际平台测试数据相结合的模型参数辨识方法,并采用粒子群算法优化辨识后的模型参数。与实际平台阶跃测试数据比较,在大位移(高于50 mm)下,未优化的辨识模型动态响应误差达到31.83%,稳态误差达到28.64%,而优化后的辨识模型动态响应误差不超过3.66%,稳态误差不高于1.2%。故采用粒子群优化算法显著提高了模型的辨识精度,为后续的高性能二自由度PID控制器设计奠定了基础,对基于模型的其他类型运动控制器设计具有重要意义。 展开更多
关键词 装片机 运动控制平台 机理模型 参数辨识 粒子群优化
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考虑真实海流与变浮力的水下滑翔机运动控制
10
作者 李沛 王娜 +2 位作者 王岩峰 官晟 赵燕豪 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第3期135-141,共7页
以海燕Ⅱ水下滑翔机为研究对象,在同时考虑真实海流与海水密度和压强随深度变化而变化的影响下,对水下滑翔机的运动进行仿真分析与控制研究。针对上述影响非线性和时变性的特点,设计了一种模糊神经网络PID控制器以及改进型tanh激活函数... 以海燕Ⅱ水下滑翔机为研究对象,在同时考虑真实海流与海水密度和压强随深度变化而变化的影响下,对水下滑翔机的运动进行仿真分析与控制研究。针对上述影响非线性和时变性的特点,设计了一种模糊神经网络PID控制器以及改进型tanh激活函数,将重物块的位移距离与尾舵角度作为控制输入量,对水下滑翔机的纵倾与偏航运动进行控制。该方法将模糊控制的非线性控制作用和神经网络的高度自学习能力相结合,对PID参数进行调整,可以更好地适应水下滑翔机在海洋这种复杂的环境下工作。仿真结果表明,与传统PID控制相比,模糊神经网络PID控制器对水下滑翔机的运动控制效果较好,在一定程度上提高了水下滑翔机在海流与变浮力影响下的运动跟踪精度。 展开更多
关键词 水下滑翔机 变浮力 海流 运动控制 模糊神经网络
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X30浮式风力机浮体运动响应控制及水动力特性研究
11
作者 王琦 俞斌 +1 位作者 唐新政 霍发力 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期668-677,共10页
为保证浮式风力机在复杂海洋环境中的稳定性,在浮体设计时需着重考虑其运动响应特性。以X1 wind公司的X30浮式风力机浮体为研究对象,运用模型试验与数值分析相结合的方法开展该浮式风力机浮体系统水动力特性研究。首先,运用时域全耦合... 为保证浮式风力机在复杂海洋环境中的稳定性,在浮体设计时需着重考虑其运动响应特性。以X1 wind公司的X30浮式风力机浮体为研究对象,运用模型试验与数值分析相结合的方法开展该浮式风力机浮体系统水动力特性研究。首先,运用时域全耦合分析方法,通过模型试验完成浮式风力机浮体水动力特性分析,根据其运动响应(特别是垂荡响应)偏大的问题,在风力机浮式基础的立柱结构底部下,增设4种不同的垂荡板结构。通过运用模型试验方法,重点研究不同垂荡结构作用下的运动响应控制效果,同时研究不同垂荡结构下风力机浮体的固有周期、实测阻尼、运动响应的不同波高特性和周期敏感性。其次,采用模型试验修正后的数值分析,对不同垂荡结构处承受的波浪载荷进行研究,获得垂荡结构波浪载荷特性。基于优选出的垂荡结构,研究畸形波作用下的垂荡运动控制效果。 展开更多
关键词 浮式风力机 运动控制 数值分析 模型实验 水动力特性 畸形波
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装片机运动平台高阶自抗扰滑模控制研究
12
作者 张翔 花国祥 +3 位作者 梁伟明 钱承山 陈怀荣 朱友为 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期140-144,共5页
针对装片机运动控制平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于滑模控制和高阶线性自抗扰控制的复合控制器(HLADSMC),以提高平台系统的控制性能。首先,通过正弦扫频实验获取系统的开环传递函数;其次,构建了高阶线性自... 针对装片机运动控制平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于滑模控制和高阶线性自抗扰控制的复合控制器(HLADSMC),以提高平台系统的控制性能。首先,通过正弦扫频实验获取系统的开环传递函数;其次,构建了高阶线性自抗扰控制器(HLADRC),并采用高阶线性扩张状态观测器(HLESO)估算及补偿内部和外部的扰动。为了克服高阶线性自抗扰控制在轨迹跟踪上的限制,引入了滑模控制器,以解决相位滞后问题并提升跟踪精度;最后,通过仿真和实验数据验证了复合控制器的有效性。结果表明,相对于经典的PID控制和单独的高阶线性自抗扰控制,该复合控制器在跟踪正弦波信号时显著降低了最大跟踪误差,分别减少40.6%和8.1%,并将实际工况下的整定时间缩短了,满足了运动控制平台实际工程运用的需求。 展开更多
关键词 装片机 运动控制平台 高阶自抗扰控制 滑模控制
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虚拟人运动控制策略学习方法的研究进展与展望
13
作者 叶永竞 许逸文 +2 位作者 张子豪 胡磊 夏时洪 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第2期185-206,共22页
虚拟人运动合成是虚拟现实和角色动画领域中的关键问题之一,旨在合成真实自然且能够响应用户输入信息的运动序列.虚拟人运动控制策略根据用户输入约束解算关节力矩,并依托现有的物理引擎更新虚拟人状态,合成的运动序列在满足用户输入约... 虚拟人运动合成是虚拟现实和角色动画领域中的关键问题之一,旨在合成真实自然且能够响应用户输入信息的运动序列.虚拟人运动控制策略根据用户输入约束解算关节力矩,并依托现有的物理引擎更新虚拟人状态,合成的运动序列在满足用户输入约束的同时可以满足物理真实性.近年来,深度强化学习技术因在序列决策和交互任务中的出色表现而备受研究者的关注,为基于物理引擎的虚拟人控制策略学习提供了新途径.文中对虚拟人运动控制策略学习方法进行综述,从理论基础和应用设计等方面介绍相关研究.在应用设计方面,首先基于深度强化学习的基础元素,从状态表示、奖励函数设计、控制策略设计以及物理仿真4个角度对现有工作进行梳理总结;其次,分析现有通用技术框架并指出其在控制策略上的拓展方向,并以实际问题为例探讨虚拟人运动控制策略的具体应用.最后,总结当前该领域的研究现状,指出利用丰富的运动捕获数据提升运动控制策略的深度与广度是未来的主要研究方向,展望虚拟人运动控制策略学习方法在多模态的感知与控制、世界模型学习和具身智能等应用方向的发展前景. 展开更多
关键词 虚拟人 运动控制策略 强化学习 深度学习 角色动画
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六轮多模式移动机器人设计与运动控制 被引量：1
14
作者 朱群为 罗自荣 +3 位作者 蒋涛 卢钟岳 夏明海 洪阳 《农业机械学报》 北大核心 2025年第3期523-530,共8页
针对传统六轮机器人转弯半径大、运动不灵活和地形适应性差等问题,提出了一种具有铰接式双摇臂悬架和独立驱动转向结构的六轮多模式移动机器人。机器人总体结构包括独立驱动转向模块、一体化机身、铰接式摇臂悬架模块和控制模块,能实现... 针对传统六轮机器人转弯半径大、运动不灵活和地形适应性差等问题,提出了一种具有铰接式双摇臂悬架和独立驱动转向结构的六轮多模式移动机器人。机器人总体结构包括独立驱动转向模块、一体化机身、铰接式摇臂悬架模块和控制模块,能实现直行、平移、原地转向和绕任意点转弯等多模式运动方式,具有机动、灵活、地形适应性强等优势。分析了机器人多模式运动机理和越障原理,建立了机器人多模式运动学模型,确定了机器人多模式运动下的运动参数关系式。机器人控制系统采用电机任务、传感器任务和遥控器任务的多任务并行模式,采用一种基于UCOS Ⅲ并行操作系统的多模式PID控制器,提高了机器人控制系统实时性、可靠性和可移植性。搭建了六轮多模式移动机器人仿真环境和试验样机,验证了机器人多种模式下的基本运动性能和楼梯、垂直障碍、壕沟等多种复杂地形的通过能力。测试了在不同地形下机器人运动姿态和运动速度等,分析了机器人多模式仿真运动和样机试验结果,证明该六轮多模式移动机器人结构具有比传统六轮机器人更好的通过性和地形适应性能,研究结果可为六轮机器人结构优化改进提供参考。 展开更多
关键词 六轮驱动与转向 双摇臂悬架 UCOSⅢ操作系统 多模式运动控制 PID控制
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基于非奇异快速终端滑模的移栽机取送苗机构运动控制
15
作者 张玉泉 任玲 +2 位作者 杨苗 崔建谱 张聪华 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期22-31,共10页
针对番茄移栽机取送苗机构高速往复运动中产生的定位误差增大和稳定性下降的问题,该研究采用基于干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略,实现取送苗机构的定位控制。分析取送苗机构受约束情况,建立取送苗机构动力学模型;设计非奇异快... 针对番茄移栽机取送苗机构高速往复运动中产生的定位误差增大和稳定性下降的问题,该研究采用基于干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略,实现取送苗机构的定位控制。分析取送苗机构受约束情况,建立取送苗机构动力学模型;设计非奇异快速终端滑模控制器,并采用改进型分数阶自适应(fractional-order adaptive law,fal)函数趋近律,保证取送苗机构位置控制的快速性和准确性。为防止控制器中非线性函数和摩擦振动导致的抖振,引入非线性干扰观测器,实现抖振有效抑制和系统跟踪的稳定性。在Matlab/Simulink软件中进行干扰下移栽机取送苗机构轨迹跟踪仿真试验,结果表明:非奇异快速终端滑模控制器保证系统跟踪误差在有效时间内收敛;引入干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制,改善系统控制抖振导致的收敛振荡,提高系统稳定性。最后搭建试验平台,通过高速摄影对取送苗运动轨迹和误差累积情况进行验证,结果表明:取送苗速率试验中位姿最大误差是2.63°,累计试验位姿误差在3°内,满足取送苗实际工作要求。该研究可为移栽机取送苗自动化提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 移栽机 取送苗机构 非奇异快速终端滑模控制 干扰观测器 运动控制 番茄穴盘苗
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X波段可移动加速器CT的运动控制系统设计
16
作者 李杰成 柳淘 +6 位作者 余鑫鑫 许州 周霖 邓阳全 马杰 马切 刘勇涛 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第5期705-711,共7页
随着国防工业、重工业、基础建设的发展,越来越多场景需要高能可移动CT用于无损检测,针对当前现有加速器高能工业CT体积大、工作地点固定,无法实现现场检测等不足,本课题组研制了一台X波段2 MeV小焦点加速器CT系统。运动控制系统作为CT... 随着国防工业、重工业、基础建设的发展,越来越多场景需要高能可移动CT用于无损检测,针对当前现有加速器高能工业CT体积大、工作地点固定,无法实现现场检测等不足,本课题组研制了一台X波段2 MeV小焦点加速器CT系统。运动控制系统作为CT系统的重要组成部分,可以确保被检测物的运动精度和成像效果。本文主要工作是设计开发了X波段可移动加速器CT系统的运动控制系统,系统由PLC、运动系统和人机界面构成,可实现被检测物的点动、连续运动、相对/绝对点位的精确控制。运动控制系统集成于X波段可移动加速器CT系统并进行测试,试验结果表明,该系统具有运行可靠,移动便捷,稳定性高,控制精度高的特点。 展开更多
关键词 可移动CT PLC 伺服电机 运动控制 HMI
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舰船电动执行机构运动控制技术研究
17
作者 程怡安 张岩军 师艺杰 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第16期181-184,共4页
为提升舰船电动执行机构在复杂航行环境下的运动控制精度与适应性,设计自适应级联跟踪控制的舰船电动执行机构运动控制技术。该技术依据舰船电动执行机构控制特性分析结果,确定其主导控制力分量,构建六维控制矢量。结合级联扩张状态观... 为提升舰船电动执行机构在复杂航行环境下的运动控制精度与适应性,设计自适应级联跟踪控制的舰船电动执行机构运动控制技术。该技术依据舰船电动执行机构控制特性分析结果,确定其主导控制力分量,构建六维控制矢量。结合级联扩张状态观测器和力跟踪导纳控制器,设计自适应级联跟踪控制器。通过级联扩张状态观测器估计扰动结果并补偿该扰动后,力跟踪导纳控制器依据补偿结果计算执行机构运动的力偏差值确定调整量,完成电动执行机构运动控制。测试结果显示,该技术可有效反映执行机构在运动控制过程中的动态特性,实时掌握动态变化情况;较好地适应海洋环境的多样性和不确定性,外部扰动达到18%时,艏摇角误差依旧不超过±0.02 rad;控制后输出力最大幅度仅为0.6 N。 展开更多
关键词 舰船 电动执行机构 运动控制 控制力和力矩 扰动补偿
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6自由度交互运动控制实验平台设计
18
作者 刘俊辉 马志强 董瀚林 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期38-43,共6页
针对机械臂与人交互运动控制的全流程实验需求,设计了一套6自由度交互运动控制实验平台,该平台由6自由度交互运动平台、末端力触单元及运动控制单元构成:6自由度交互运动平台由平动结构和转动结构两部分构成,实现平动与转动运动的解耦;... 针对机械臂与人交互运动控制的全流程实验需求,设计了一套6自由度交互运动控制实验平台,该平台由6自由度交互运动平台、末端力触单元及运动控制单元构成:6自由度交互运动平台由平动结构和转动结构两部分构成,实现平动与转动运动的解耦;末端力触单元有3个触觉传感器,两正交-两平行式放置于末端装夹工具上,用以采集操作人员交互力;运动控制单元根据操作人员交互力与阻抗结构生成的期望运动指令,计算6自由度交互运动平台各个电动机的扭矩。该实验平台应用于“空间机器人在轨服务技术”和“机器人网络控制技术”实验教学,满足学生综合运用交互控制系统等实验需求。 展开更多
关键词 交互运动控制 实验平台 传感器 线性回归计算 阻抗结构
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基于MPC-PPID的矿用巡检机器人运动控制
19
作者 岳雨田 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S1期131-134,共4页
传统的PID控制算法在机器人轮速调节和轨迹跟踪方面存在参数整定困难、动态响应慢、抗干扰能力弱等不足,难以满足高精度控制需求。而模糊PID控制、自适应控制、滑模控制等巡检机器人运动控制优化方法在控制精度、响应速度和鲁棒性方面... 传统的PID控制算法在机器人轮速调节和轨迹跟踪方面存在参数整定困难、动态响应慢、抗干扰能力弱等不足,难以满足高精度控制需求。而模糊PID控制、自适应控制、滑模控制等巡检机器人运动控制优化方法在控制精度、响应速度和鲁棒性方面仍有待进一步提升。针对上述问题,提出了一种矿用巡检机器人运动控制方法。建立了巡检机器人运动学模型,分析了双轮驱动系统的运动特性。针对两轮同步控制问题,设计了一种基于粒子群优化算法(PSO)的PID参数整定方法——PPID,显著提升了轮速调控性能。在此基础上,设计了一种串级模型预测控制(MPC)-PPID复合控制器,通过分层控制架构实现运动轨迹的精确跟踪。仿真实验结果表明,与传统PID控制相比,优化后的MPC-PPID控制器超调量降低了30%,稳态误差减小了20%以上,将最大同步误差控制在0.91 cm/s以内,稳态同步误差降至0.003 6 cm/s,同步调整时间缩短至0.000 74 s,在控制精度、动态响应速度和鲁棒性方面均有显著提升,能够实现参考轨迹的高精度快速跟踪,为矿用巡检机器人的运动控制提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 矿用巡检机器人 运动控制 粒子群优化 PID 模型预测控制
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人工势场法和A-star算法下无人水面艇运动控制研究
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作者 汤华鹏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第7期94-98,共5页
无人水面艇具备非线性、欠驱动的特点,尤其在外界海浪等的干扰因素作用下仅能确定局部最优路径,不能获取全局最优路径,导致无人水面艇运动控制效果下降,为此提出基于人工势场法和A-star算法的无人水面艇运动控制方法。在人工势场法中引... 无人水面艇具备非线性、欠驱动的特点,尤其在外界海浪等的干扰因素作用下仅能确定局部最优路径,不能获取全局最优路径,导致无人水面艇运动控制效果下降,为此提出基于人工势场法和A-star算法的无人水面艇运动控制方法。在人工势场法中引入振荡势场,使无人水面艇能够跳出受力平衡的困境,从而确定局部最优路径。采用A-star算法进行海上运动区域路径搜索,结合局部最优路径以及路径平滑处理确定全局最优路径。根据航行路径规划结果,采用双闭环控制器计算无人水面艇的期望速度和航向角速度,通过差速推进器实现无人水面艇的运动控制。实验结果显示,该方法能有效控制无人水面艇避开障碍物,安全抵达目标点,无人水面艇控制成功率高,实际应用效果好。 展开更多
关键词 人工势场法 A-STAR算法 无人水面艇 运动控制 局部最小值
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