多机器人系统虚拟仿真实验教学平台设计与实现

1

作者 杨亮 邓伟俊 +1 位作者 沈慧 蔡川华 《现代电子技术》 北大核心 2025年第14期147-153,共7页

相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平... 相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平台设计方案。该实验平台由虚拟样机仿真子系统、上位机控制子系统、机器人本体三部分组成,其中虚拟样机仿真子系统负责完成环境建模、动力学仿真、传感数据采集等任务,上位机控制子系统通过网络接口与虚拟样机仿真子系统联动,以实现多机器人的协同控制。实践结果表明,该实验平台具有部署成本低、操作简单、可扩展性强的优点,能够有效提高学生的工程应用能力和创新意识。 展开更多

关键词 多机器人 仿真教学平台 协同控制 虚拟样机 人机交互 视觉伺服 运动轨迹

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液压凿岩机器人钻孔定位运动控制研究 被引量：1

2

作者 武慧挺 李爱莲 《机床与液压》 北大核心 2024年第24期171-177,共7页

针对液压凿岩机器人在巷道掘进时凿岩钻孔定位精度低,导致凿岩钻孔效率低、出现超欠挖的问题,建立液压凿岩机器人电液位置伺服控制系统,设计反馈线性化滑模控制算法控制凿岩机器人实现钻孔精确定位。对凿岩机器人凿岩钻孔工况进行分析,... 针对液压凿岩机器人在巷道掘进时凿岩钻孔定位精度低,导致凿岩钻孔效率低、出现超欠挖的问题,建立液压凿岩机器人电液位置伺服控制系统,设计反馈线性化滑模控制算法控制凿岩机器人实现钻孔精确定位。对凿岩机器人凿岩钻孔工况进行分析,并建立液压凿岩机器人液压系统数学模型。基于此,设计一种反馈线性化滑模控制器,以提高液压系统的控制精度,并采用Simulink建立控制器模型。最后,为了验证所设计液压系统和控制器的有效性,以一个钻孔工况为例,采用ADAMS、AMESim、Simulink对液压凿岩机器人钻孔定位运动过程进行机电液联合仿真。结果表明:凿岩机器人各关节最大跟踪误差分别为2.18 mm、4.51 mm、6.05 mm、0.25 rad、8.64 mm,X、Y方向的定位误差分别为13.68、10.05 mm。该误差在施工允许范围内,可以保证凿岩机器人凿岩钻孔精确定位,由此验证了所设计控制模型的有效性。 展开更多

关键词 凿岩机器人 电液位置伺服系统 反馈线性滑模控制 机电液联合仿真

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用于航海模拟的六自由度并联机器人的研究 被引量：12

3

作者 韩俊伟 姜洪洲 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第3期88-90,共3页

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 ... 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 。 展开更多

关键词 六自由度 并联机器人 模拟器 电液伺服系统 航海模拟器

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基于最小控制综合算法的液压机器人作动器控制 被引量：6

4

作者 邵俊鹏 孙桂涛 +2 位作者 高炳微 杨玮玉 金朝辉 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期178-184,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 液压四足机器人 电液位置伺服 最小控制综合 流量补偿 半物理仿真

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基于图像的PUMA560机器人视觉伺服系统仿真 被引量：5

5

作者 宗晓萍 淮小利 王培光 《机床与液压》 北大核心 2007年第10期161-164,154,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 视觉伺服 PUMA560机器人 图像雅可比矩阵 系统仿真

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机器人视觉伺服仿真系统研究 被引量：1

6

作者 郭小勤 费跃农 +1 位作者 徐刚 陈健 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 2002年第3期37-42,共6页

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... 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. 展开更多

关键词 机器人仿真 视觉伺服 图形仿真 OPENGL

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基于回声状态网络的机械臂的视觉伺服控制 被引量：4

7

作者 李国友 苏侠飞 +1 位作者 秦晓磊 史香雪 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1845-1850,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 回声状态网络 视觉伺服 机械臂 MATLAB仿真

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基于Internet机器人视觉伺服系统仿真实现 被引量：2

8

作者 王世华 胥布工 刘云辉 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期353-356,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 网络遥操作机器人 视觉伺服仿真 PUMA560机器人 MATLAB引擎

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液压驱动四足机器人变刚度力跟踪控制 被引量：3

9

作者 邵俊鹏 孙桂涛 +2 位作者 高柄微 韩桂华 刘小初 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2013年第6期692-697,共6页

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... 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. 展开更多

关键词 四足机器人 电液伺服 阻抗控制 自适应PID控制 模糊控制 跟踪控制 变刚度 半物理仿真

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输入指令整形技术在电液伺服系统中的应用 被引量：2

10

作者 邵俊鹏 魏学帅 +1 位作者 孙桂涛 邵璇 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2016年第6期640-644,共5页

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... 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. 展开更多

关键词 液压四足机器人 输入指令整形技术 电液伺服系统 振动控制 机械谐振 联合仿真 AMESIM仿真 MATLAB仿真

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视觉辅助遥操作在卫星在轨自维护中的应用 被引量：1

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作者 张国亮 刘宏 +1 位作者 蒋再男 王捷 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期882-886,共5页

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... 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. 展开更多

关键词 卫星自维护 空间机器人 3D图形预测仿真 视觉伺服

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直接驱动机器人关节的DSP控制

12

作者 祁广利 张浩 +1 位作者 闫永志 李宇 《机床与液压》 北大核心 2008年第8期258-260,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 直接驱动 DSP伺服控制 机器人直接驱动关节 TMS320LF2407A MATLAB软件仿真

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机器人电液伺服系统建模的仿真方法

13

作者 高凤阳 孟繁华 《沈阳建筑工程学院学报》 1991年第1期59-64,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 机器人 电液伺服系统 仿真

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基于Virtools的仿生六足机器人关节舵机运动仿真 被引量：3

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作者 胡存 刘敬猛 陈伟海 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第3期65-68,共4页

为了实现基于Virtools软件的仿生六足机器人运动仿真,解决其关键问题——机器人关节舵机的运动模拟,提出了基于Virtools Physics Pack的解决方案。该方案的核心问题在于Torque Factor参数的设定,为了使舵机快速、平稳的运动到指定位置,... 为了实现基于Virtools软件的仿生六足机器人运动仿真,解决其关键问题——机器人关节舵机的运动模拟,提出了基于Virtools Physics Pack的解决方案。该方案的核心问题在于Torque Factor参数的设定,为了使舵机快速、平稳的运动到指定位置,根据舵机需要运动的角度动态调节Torque Factor参数值。实验表明:该方法能有效地使舵机在运动快速性与平稳性之间达到平衡,从而改善整个机器人的运动状况。 展开更多

关键词 仿生六足机器人 舵机 运动仿真 Virtools软件 TORQUE FACTOR

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机器人视觉伺服仿真研究 被引量：3

15

作者 刘洋 倪受东 袁祖强 《机床与液压》 北大核心 2008年第4期142-145,共4页

介绍了机器人视觉伺服系统的概念、历史背景及其分类方法。对机器人及机器人视觉伺服仿真软件进行了详细介绍。最后,在LabView中实现了Puma560机器人追踪静态物体以及机器人动态响应的仿真。

关键词 仿真 视觉伺服 机器人 PUMA560机器人

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穿戴式康复训练机器人液压系统故障分析 被引量：1

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作者 木合塔尔.克力木 孙海霞 +1 位作者 王晨 李卉 《机床与液压》 北大核心 2018年第17期16-20,共5页

基于穿戴式康复训练机器人液压系统非线性特点以及故障形式的多样性,为了真实反映穿戴式康复训练机器人的液压系统运行的稳定性,对液压驱动系统的故障机制进行分析,并对非线性液压系统的故障进行了研究。提出了通过AMESim、ADAMS与MATLA... 基于穿戴式康复训练机器人液压系统非线性特点以及故障形式的多样性,为了真实反映穿戴式康复训练机器人的液压系统运行的稳定性,对液压驱动系统的故障机制进行分析,并对非线性液压系统的故障进行了研究。提出了通过AMESim、ADAMS与MATLAB联合来对液压驱动系统的故障信号进行仿真,将获得的相应的故障响应曲线与正常工作响应曲线作对比,确定了液压驱动系统的故障类型并对其进行诊断改善,旨在进一步提高康复训练机器人驱动系统运行的稳定性。 展开更多

关键词 康复训练机器人 电液伺服系统 故障诊断 联合仿真

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