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题名具有延迟特性的倾斜镜系统中速度-位置控制方法
被引量：4
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作者
阮勇
徐田荣
杨涛
唐涛
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机构
中国科学院光电技术研究所
中国科学院光束控制重点实验室
中国科学院大学
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出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期47-53,共7页
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基金
中国科学院青年创新促进会资助项目。
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文摘
在基于图像传感器的倾斜镜控制系统中,由于传感器采样频率和系统延时的影响,限制了系统的闭环性能和控制带宽。在有限带宽的条件下,本文提出利用光栅尺测量位置,差分得到速度,实现基于图像传感器系统的速度-位置反馈控制,从而提升倾斜镜控制系统的误差抑制能力。速度反馈环节的引入,使控制系统呈微分特性,当速度反馈闭环完成后,图像位置回路具有积分特性,此时使用PI控制器稳定系统,从而使得系统从零型上升为二型系统,提升系统的误差抑制能力。仿真和实验都证明这种方法可以有效地提高跟踪控制系统的闭环性能。
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关键词
倾斜镜
光栅尺
图像传感器
时延
速度-位置控制
误差抑制
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Keywords
tip-tilt mirror
linear encoder
image sensor
time delay
position-rate control
error attenuation
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TN29
[电子电信—物理电子学]
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题名AUV水下对接系统设计与接驳控制方案研究
被引量：4
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作者
辛传龙
郑荣
杨博
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机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2021年第5期633-645,共13页
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基金
中国科学院战略性先导科技专项项目(XDA13030294)
国防基础科研计划资助项目(JCKY2019207A019-2)。
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文摘
为了实现自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)稳定、准确、高效地完成水下对接,提出一种导向罩开合式水下对接装置。针对该装置对接结构的特征所决定的AUV入坞运动的控制要求,考虑到在入坞阶段前向运动起主导作用,分别建立了在静对接、悬浮对接和拖曳动对接三种应用场景下AUV对接系统的动力学仿真模型,重点分析了AUV对接系统在对接时受到的水动力和碰撞力。基于ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical system,机械系统动力学自动分析)和控制仿真软件MATLAB/Simulink联合搭建的水下对接仿真系统,进行在不同接驳控制方案下静对接、悬浮对接和拖曳动对接效果的仿真分析与对比。分析结果表明:在位置-速度闭环控制下,对接能耗、碰撞次数和最大碰撞力均为最小,对接耗时比传统的位置闭环控制减少约50%;在拖曳动对接场景下,在位置-速度闭环控制下对接系统实现了良好的变速跟踪,有利于AUV快速对接。该AUV水下对接系统适用于不同的对接场景,方便无人艇搭载并对AUV进行布放与回收,有利于革新海洋无人系统跨域协同作业模式。
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关键词
水下对接
静对接
悬浮对接
拖曳动对接
虚拟样机联合仿真
开合对接系统
位置-速度闭环控制
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Keywords
underwater docking
static docking
floating docking
towed docking
virtual prototype cosimulation
opening and closing docking system
position-velocity closed-loop control
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分类号
TP242.3
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名煤矸石分拣机器人动态目标稳定抓取轨迹规划
被引量：13
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作者
马宏伟
孙那新
张烨
王鹏
曹现刚
夏晶
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机构
西安科技大学机械工程学院
陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2022年第4期20-30,共11页
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基金
国家自然科学基金面上项目(51975468)
国家自然科学基金项目(51705412)。
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文摘
针对机器人分拣煤矸石时,因输送带打滑、左右摆动而造成矸石定位不准确、机械臂末端抓取失败和载荷冲击等问题,提出了一种基于机器视觉的煤矸石分拣机器人动态目标稳定抓取轨迹规划方法。首先,采用基于HU不变矩图像匹配算法对目标矸石进行匹配识别并获取目标矸石位姿;其次,分别建立机器人和相机-机器人运动学方程,并进行正逆求解,实现基于视觉的目标矸石精确定位;最后,采用位置-速度-加速度三环PID控制算法进行目标矸石动态跟踪,即位置环控制器的输入为获取的目标矸石精确位置,位置环控制器的输出作为速度环控制器的输入,速度环控制器的输出作为加速度环控制器的输入,将加速度环控制器的输出叠加到伺服电动机上,使机械臂末端与目标矸石达到位置、速度同步运动的效果,实现平稳快速抓取。采用Matlab对三环PID控制算法、三维比例导引算法和三维偏置比例导引算法进行仿真对比,结果表明:对动态目标的跟踪抓取在追随式、同步式和拦截式3种情况下,三环PID控制算法的响应时间、跟踪抓取时间均较比例导引算法及偏置比例导引算法短,且三环PID控制算法在整个过程中各轴速度、加速度连续、平滑,没有出现突变情况,可实现动态目标同步跟踪、精准抓取。在煤矸石分拣系统平台上应用三环PID控制算法、比例导引算法和偏置比例导引算法进行适应性实验,结果表明:3种算法在机器人运行时各个关节均未超限;三环PID控制算法完成抓取的平均时间比比例导引算法和偏置比例导引算法短;三环PID控制算法在抓取点的平均速度偏差在1 mm/s左右,跟踪速度偏差较小,可满足对高速度目标的同步跟踪、精准抓取要求。
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关键词
煤矸石分拣机器人
动态目标
目标矸石跟踪抓取
HU不变矩
位置-速度-加速度三环PID控制
拦截式
追随式
同步式
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Keywords
coal gangue sorting robot
dynamic target
target gangue tracking and grasping
HU moment invariants
position-velocity-acceleration three-loop PID control
intercepting type
following type
synchronous type
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分类号
TD713
[矿业工程—矿井通风与安全]
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