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基于模型预测控制的高精度混合视觉伺服机械臂控制方法
1
作者
刘新
王辉
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第6期2266-2277,共12页
机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建...
机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建模,分析系统误差函数中旋转部分和平移部分的动态变化特性,推导误差与相机速度之间的关联关系模型。其次,提出一种基于模型预测控制的机械臂控制方法,通过结合系统误差和相机速度信息构建状态空间模型,实时预测系统的未来动态并优化控制输入,实现误差补偿和快速收敛。最后,在ViSP仿真平台和实物运动控制平台上分别进行验证。研究结果表明:与传统控制方法相比,所提出的方法有效降低了稳态误差,提高了控制精度,特别是在动态复杂环境中具有更强的抗干扰能力和适应性。
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关键词
机械臂
混合视觉伺服
模型预测控制
状态空间模型
最优控制
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职称材料
一种基于混合视觉伺服的切换控制方法
被引量：
4
2
作者
谷雨
李平
+1 位作者
韩波
王喜权
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期602-607,共6页
为解决目标远离摄像机视野问题,本文提出了一种基于混合视觉伺服的切换控制方法,根据目标在图像平面的位置,通过在两种具有不同特性的控制策略之间进行切换完成视觉伺服任务。采用的混合视觉伺服方法实现了平动和转动自由度的解耦,当目...
为解决目标远离摄像机视野问题,本文提出了一种基于混合视觉伺服的切换控制方法,根据目标在图像平面的位置,通过在两种具有不同特性的控制策略之间进行切换完成视觉伺服任务。采用的混合视觉伺服方法实现了平动和转动自由度的解耦,当目标位于图像平面中心区域时,采用控制策略使转动自由度误差指数级减小;当目标位于边界区域时,切换到另一种控制策略,使目标重新回到中心区域,通过切换控制最终完成伺服任务。仿真实验验证了提出的基于混合视觉伺服切换控制方法的有效性。
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关键词
混合视觉伺服
切换控制
单应性矩阵
图像矩
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职称材料
全向移动机械臂的混合视觉伺服与参数优化
被引量：
3
3
作者
任文硕
邢关生
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2023年第4期59-68,共10页
面向全向移动机械臂的视觉控制任务,研究了一种基于混合视觉伺服的控制律设计方法,并采用蝙蝠算法(Bat Algorithm,BA)实现了运动轨迹优化。首先,为实现全向底盘和六自由度机械臂的同时控制,建立了全向移动机械臂整体的速度级运动学模型...
面向全向移动机械臂的视觉控制任务,研究了一种基于混合视觉伺服的控制律设计方法,并采用蝙蝠算法(Bat Algorithm,BA)实现了运动轨迹优化。首先,为实现全向底盘和六自由度机械臂的同时控制,建立了全向移动机械臂整体的速度级运动学模型;进而,根据眼在手中的相机配置方案,分别推导了位置误差和图像误差的雅克比矩阵,在联合了机器人运动学模型的基础上,设计了全向移动机械臂的混合视觉伺服控制律;进一步设计了基于蝙蝠算法的控制器参数优化方法,使机械臂末端能够沿着尽可能短的路线到达期望位置;最终,通过稳定性证明和系统仿真实验说明了该算法的有效性。
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关键词
全向移动机械臂
混合视觉伺服
蝙蝠算法
运动学模型
参数优化
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职称材料
题名
基于模型预测控制的高精度混合视觉伺服机械臂控制方法
1
作者
刘新
王辉
机构
中南大学自动化学院
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第6期2266-2277,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(62173351)。
文摘
机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建模,分析系统误差函数中旋转部分和平移部分的动态变化特性,推导误差与相机速度之间的关联关系模型。其次,提出一种基于模型预测控制的机械臂控制方法,通过结合系统误差和相机速度信息构建状态空间模型,实时预测系统的未来动态并优化控制输入,实现误差补偿和快速收敛。最后,在ViSP仿真平台和实物运动控制平台上分别进行验证。研究结果表明:与传统控制方法相比,所提出的方法有效降低了稳态误差,提高了控制精度,特别是在动态复杂环境中具有更强的抗干扰能力和适应性。
关键词
机械臂
混合视觉伺服
模型预测控制
状态空间模型
最优控制
Keywords
robotic arm
hybrid visual servoing
model predictive control
state space model
optimal control
分类号
TP241 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种基于混合视觉伺服的切换控制方法
被引量：
4
2
作者
谷雨
李平
韩波
王喜权
机构
浙江大学工业技术国家重点实验室
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期602-607,共6页
基金
国家863高技术研究发展计划支持项目资助(2006AA10Z204)
文摘
为解决目标远离摄像机视野问题,本文提出了一种基于混合视觉伺服的切换控制方法,根据目标在图像平面的位置,通过在两种具有不同特性的控制策略之间进行切换完成视觉伺服任务。采用的混合视觉伺服方法实现了平动和转动自由度的解耦,当目标位于图像平面中心区域时,采用控制策略使转动自由度误差指数级减小;当目标位于边界区域时,切换到另一种控制策略,使目标重新回到中心区域,通过切换控制最终完成伺服任务。仿真实验验证了提出的基于混合视觉伺服切换控制方法的有效性。
关键词
混合视觉伺服
切换控制
单应性矩阵
图像矩
Keywords
hybrid visual servoing
switching control
homography
image moment
分类号
TP212.14 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
在线阅读
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职称材料
题名
全向移动机械臂的混合视觉伺服与参数优化
被引量：
3
3
作者
任文硕
邢关生
机构
青岛科技大学自动化与电子工程学院
出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2023年第4期59-68,共10页
基金
国家自然科学基金项目(61503118,62006135)。
文摘
面向全向移动机械臂的视觉控制任务,研究了一种基于混合视觉伺服的控制律设计方法,并采用蝙蝠算法(Bat Algorithm,BA)实现了运动轨迹优化。首先,为实现全向底盘和六自由度机械臂的同时控制,建立了全向移动机械臂整体的速度级运动学模型;进而,根据眼在手中的相机配置方案,分别推导了位置误差和图像误差的雅克比矩阵,在联合了机器人运动学模型的基础上,设计了全向移动机械臂的混合视觉伺服控制律;进一步设计了基于蝙蝠算法的控制器参数优化方法,使机械臂末端能够沿着尽可能短的路线到达期望位置;最终,通过稳定性证明和系统仿真实验说明了该算法的有效性。
关键词
全向移动机械臂
混合视觉伺服
蝙蝠算法
运动学模型
参数优化
Keywords
omnidirectional mobile manipulator
hybrid visual servo
bat algorithm
kinematic model
parameter optimization
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于模型预测控制的高精度混合视觉伺服机械臂控制方法
刘新
王辉
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
一种基于混合视觉伺服的切换控制方法
谷雨
李平
韩波
王喜权
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
全向移动机械臂的混合视觉伺服与参数优化
任文硕
邢关生
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
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职称材料
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