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工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的理论与实验研究(英文) 被引量:43
1
作者 谭冠政 王越超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期185-192,共8页
提出了一种用于工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的新方法 ,它可以确保在关节位移、速度、加速度以及二阶加速度边界值的约束下 ,机器人手部沿笛卡尔空间中规定路径运动的时间最短 .在这种方法中 ,所规划的关节轨迹都采用二次多项... 提出了一种用于工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的新方法 ,它可以确保在关节位移、速度、加速度以及二阶加速度边界值的约束下 ,机器人手部沿笛卡尔空间中规定路径运动的时间最短 .在这种方法中 ,所规划的关节轨迹都采用二次多项式加余弦函数的形式 ,不仅可以保证各关节运动的位移、速度、加速度连续而且还可以保证各关节运动的二阶加速度连续 .采用这种方法 ,既可以提高机器人的工作效率又可以延长机器人的工作寿命 .以PUMA 5 6 0机器人为对象进行了计算机仿真和机器人实验 ,结果表明这种方法是正确和有效的 .它为工业机器人在非线性运动学约束条件下的时间最优轨迹规划及控制问题提供了一种较好的解决方案 . 展开更多
关键词 工业机器人 时间最优轨迹规划 轨迹控制 余弦函数 最优化算法 计算机仿真
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非完整约束轮式移动机器人人工场导向控制研究 被引量:15
2
作者 王越超 景兴建 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期777-783,共7页
导向控制在非完整约束轮式移动机器人的运动控制中具有重要作用 .该文通过建立人工场的方法来引导和控制方向角 ,通过辅助的线速度控制前进或后退 ,以获取最佳收敛路径 .同时考虑到实际系统速度饱和限制 ,从而设计出一种新的非连续位姿... 导向控制在非完整约束轮式移动机器人的运动控制中具有重要作用 .该文通过建立人工场的方法来引导和控制方向角 ,通过辅助的线速度控制前进或后退 ,以获取最佳收敛路径 .同时考虑到实际系统速度饱和限制 ,从而设计出一种新的非连续位姿镇定律 .并将该结果扩展 ,使得平面内任意点 -点镇定、轨迹跟踪和路径跟踪问题均可得以实现 ,且对于跟踪问题仅需知道期望位姿 ,所得控制器不仅设计简单、鲁棒性强、收敛速度快 。 展开更多
关键词 非完整约束 轮式移动机器人 人工场 导向控制 镇定 运动控制 动力学模型
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一个面向复杂任务的多机器人分布式协调系统 被引量:19
3
作者 陈卫东 席裕庚 +1 位作者 顾冬雷 董胜龙 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期505-510,共6页
基于多智能体系统理论 ,研究在非结构、不确定环境下面向复杂任务的多机器人分布式协调系统的实现原理、方法和技术 .提出的递阶混合式协调结构、基于网络的通讯模式和基于有限状态机的规划与控制集成方法 ,充分考虑了复杂任务和真实自... 基于多智能体系统理论 ,研究在非结构、不确定环境下面向复杂任务的多机器人分布式协调系统的实现原理、方法和技术 .提出的递阶混合式协调结构、基于网络的通讯模式和基于有限状态机的规划与控制集成方法 ,充分考虑了复杂任务和真实自然环境的特点 .通过构建一个全实物的多移动机器人实验平台 ,对规划、控制、传感、通讯、协调与合作的各关键技术进行了开发和集成 ,使多机器人分布式协调技术的研究直接面向实际应用 ,编队和物料搬运的演示实验结果展示了多机器人协调技术的广阔应用前景 . 展开更多
关键词 复杂任务 多机器人分布式协调系统 分布式自治系统 递阶混合式协调结构 人工智能 多智能体系统
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自主移动机器人三角定位的路标优化 被引量:10
4
作者 张祥德 牛纪祥 董再励 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期24-27,共4页
针对给出的机器人三角定位算法,推导出路标设置对定位影响的几何精度标准,证明了参与定位的路标数目为3个和3个以上的情况下,如果路标与机器人的距离都相等,那么当相邻路标与机器人所成夹角都相等时,机器人的定位精度最高;进而给出了最... 针对给出的机器人三角定位算法,推导出路标设置对定位影响的几何精度标准,证明了参与定位的路标数目为3个和3个以上的情况下,如果路标与机器人的距离都相等,那么当相邻路标与机器人所成夹角都相等时,机器人的定位精度最高;进而给出了最优路标选取算法·实验和实践结果也进一步证明所得结论的有效性· 展开更多
关键词 自主移动机器人 三角定位 定位精度 循环群 最优路标选取算法
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一种正方体型管内仿生蠕动机器人 被引量:6
5
作者 李明东 奚汉达 +2 位作者 储金荻 马培荪 郝颖明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期64-67,71,共5页
开发了一种微型形状记忆合金直线驱动器 ,驱动器可沿轴向主动收缩和舒张 ,并可承受一定径向力 ,产生弯曲变形 .在此基础之上 ,开发了一种呈正方体型的 2 in(2× 2 .54cm)管内蠕动行走机构 .该机构模仿腔肠动物的行走方式并采用独特... 开发了一种微型形状记忆合金直线驱动器 ,驱动器可沿轴向主动收缩和舒张 ,并可承受一定径向力 ,产生弯曲变形 .在此基础之上 ,开发了一种呈正方体型的 2 in(2× 2 .54cm)管内蠕动行走机构 .该机构模仿腔肠动物的行走方式并采用独特的拐弯策略 ,可在管内向前后、左右、上下六个方向行走 ,可通过“L”型、“T” 展开更多
关键词 形状记忆合金驱动器 蠕动 仿生 管内机器人 行走方式 拐弯策略 正方体型管内行走机构
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基于测角的自主移动机器人定位算法 被引量:4
6
作者 张祥德 牛纪祥 董再励 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1143-1146,共4页
给出了自主移动机器人定位的两种算法:解析算法和数值算法·解析法公式较以往的简洁·数值算法结合解析法和高斯 牛顿算法,不仅能避免因初值选取不合理而导致求解过程发散的问题,而且能提高运算精度和速度·通过对两种算法... 给出了自主移动机器人定位的两种算法:解析算法和数值算法·解析法公式较以往的简洁·数值算法结合解析法和高斯 牛顿算法,不仅能避免因初值选取不合理而导致求解过程发散的问题,而且能提高运算精度和速度·通过对两种算法的计算机仿真,表明了解析算法具有运算速度快,而数值算法具有精度高的特点·其结果已用于自主移动机器人的研制中· 展开更多
关键词 测角 自主移动机器人 定位 高斯-牛顿算法 解析算法 数值算法
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基于初等运动的多机器人避碰及死锁预防 被引量:4
7
作者 朱枫 谈大龙 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第12期1250-1255,共6页
该文以一实际应用为背景提出了多移动机器人避碰及死锁预防算法 ,该算法将机器人的运行环境形式化地描述为初等运动集、冲突图、总任务集及机器人作业集 ,利用集合论、图论的有关方法及技术实现了多机器人间的避碰与死锁预防 .当机器人... 该文以一实际应用为背景提出了多移动机器人避碰及死锁预防算法 ,该算法将机器人的运行环境形式化地描述为初等运动集、冲突图、总任务集及机器人作业集 ,利用集合论、图论的有关方法及技术实现了多机器人间的避碰与死锁预防 .当机器人的运行环境改变时 ,只需要对相应的集合描述文件进行修改 ,而不用对程序做任何改动 .算法的另一个特点是利用避碰算法巧妙地完成了死锁预防 .仿真和实际运行证明了该算法高效可靠 . 展开更多
关键词 多机器人 避碰 死锁预防 移动机器人
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同伦算法在并联机器人运动学中的应用 被引量:5
8
作者 董滨 张祥德 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第12期1278-1284,共7页
讨论同伦算法求解并联机器人运动学正问题· 通过参系数同伦法大大减少了跟踪路径的数目 ,从而提高了同伦算法的效率使之对求解一般非线性代数方程组更为可行· 采用这一算法 。
关键词 同伦算法 并联机器人运动学 参系数同伦法 非线性代数方程组 数值方法
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具有不完全微分的最优模糊PID控制器及其在智能人工腿中应用的仿真研究(英文) 被引量:6
9
作者 谭冠政 肖宏峰 王越超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期462-466,共5页
提出了一种新的最优模糊PID控制器 ,它由两部分组成 ,即在线模糊推理机构和带有不完全微分的常规PID控制器 .在模糊推理机构中 ,引入了三个可调节因子xp,xi 和xd,其作用是进一步修改和优化模糊推理的结果 ,以使控制器对一个给定对象具... 提出了一种新的最优模糊PID控制器 ,它由两部分组成 ,即在线模糊推理机构和带有不完全微分的常规PID控制器 .在模糊推理机构中 ,引入了三个可调节因子xp,xi 和xd,其作用是进一步修改和优化模糊推理的结果 ,以使控制器对一个给定对象具有最优的控制效果 .可调节因子的最优值采用ITAE准则及Nelder和Mead提出的柔性多面体最优搜索算法加以确定 .这种PID控制器被用来控制由作者设计的智能人工腿中的一个直流电机 .仿真结果表明该控制器的设计是非常有效的 ,它可被用于控制各种不同的对象和过程 . 展开更多
关键词 不完全微分 最优模糊PID控制器 智能人工腿 仿真 柔性多面体搜索算法 机器人
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基于成形工具姿态调整的适应性积层制造技术研究 被引量:1
10
作者 孙玉文 刘伟军 +1 位作者 王越超 贾振元 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第2期55-59,共5页
当前的积层制造技术主要采用 2 5D切片 ,成形中台阶效应不可避免。本文提出了一种新的基于 3D切片的适应性成形方法 ,通过增加成形工具的运动自由度 ,使之能根据实体的几何外形自动调整姿态 ,从而有效地克服了台阶效应对成形精度的影... 当前的积层制造技术主要采用 2 5D切片 ,成形中台阶效应不可避免。本文提出了一种新的基于 3D切片的适应性成形方法 ,通过增加成形工具的运动自由度 ,使之能根据实体的几何外形自动调整姿态 ,从而有效地克服了台阶效应对成形精度的影响。在保持同等成形精度的前提下 ,采用适应性斜切成形技术可以使用更厚的层片 ,提高了成形效率 ,实现了成形精度和速度的兼得。 展开更多
关键词 成形工具 姿态调整 适应性积层制造技术 快速原型制造 分层 CAD CAM 直纹面 斜切成形 成形机
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并联机床的发展现状与展望 被引量:23
11
作者 陈文家 王洪光 +1 位作者 房立金 赵明扬 《机电工程》 CAS 2001年第4期5-9,共5页
论述并联机床的发展现状及与传统机床的区别。在对国内外典型并联机床样机的工作原理分析的基础上 ,指出目前并联机床研究中所面临的主要问题 。
关键词 并联机床 并联机器人 机床 制造工艺
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路标定位中的优化选择策略 被引量:7
12
作者 郝颖明 董再励 +1 位作者 朱枫 魏芳 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第8期82-85,共4页
基于合作路标的三角定位是自主式移动机器人的主要定位方法。路标的优化选择是提高定位算法精度的关键。本文在给出该算法原理的基础上 ,通过理论分析和实验证明了路标优化选择对提高定位算法精度的作用 。
关键词 移动机器人 全局定位 路标选择 定位精度 路标定位 优化选择策略
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最优Fuzzy-GA PID控制器及其应用 被引量:8
13
作者 谭冠政 李安平 王越超 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期419-423,共5页
提出了一种基于模糊推理与遗传算法的最优PID控制器的设计方法 .该控制器由离线和在线 2部分组成 .在离线部分 ,以系统响应的超调量、上升时间及调整时间为性能指标 ,利用遗传算法搜索出一组最优的PID参数K p ,T i 及T d ,作为在线部分... 提出了一种基于模糊推理与遗传算法的最优PID控制器的设计方法 .该控制器由离线和在线 2部分组成 .在离线部分 ,以系统响应的超调量、上升时间及调整时间为性能指标 ,利用遗传算法搜索出一组最优的PID参数K p ,T i 及T d ,作为在线部分调节的初始值 ;在在线部分 ,采用一个专用的PID参数优化程序 ,以离线部分获得的K p ,T i 及T d 为基础 ,根据系统当前的误差e和误差变化率 e ,通过模糊推理在线调整系统瞬态响应的PID参数 ,以确保系统的响应具有最优的动态和稳态性能 .计算机仿真结果表明 ,与传统的PID控制器相比 ,这种最优PID控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能 。 展开更多
关键词 最优Fuzzy-GA PID控制器 模糊推理 遗传算法 离线 在线 智能仿生人工腿
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控制受限的一类非完整动力学系统的镇定问题 被引量:4
14
作者 王朝立 霍伟 谈大龙 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期222-228,共7页
考虑了控制受限的一类非完整动力学系统的镇定问题 .在一定条件下经典非完整约束下的 Lagrange方程可化为扩展的链式系统 .利用滑动模态的思想和多步控制策略 ,设计了不连续反馈镇定律 ,该镇定律一方面满足控制受限条件 ,另一方面使得... 考虑了控制受限的一类非完整动力学系统的镇定问题 .在一定条件下经典非完整约束下的 Lagrange方程可化为扩展的链式系统 .利用滑动模态的思想和多步控制策略 ,设计了不连续反馈镇定律 ,该镇定律一方面满足控制受限条件 ,另一方面使得闭环系统的状态收敛到预先给定的原点的任意小的 ε邻域中 .最后对移动机器人进行了仿真 。 展开更多
关键词 滑动模态 移动机器人 非完整动力学系统 镇定问题 控制受限
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基于DSP和模糊PD控制的智能人工腿位置伺服控制系统 被引量:8
15
作者 谭冠政 陈勇旗 王越超 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期417-421,共5页
智能人工腿最显著的特点是能模仿人体健康腿的运动方式且步行速度可自然、随意地跟随截肢者步行速度的变化而变化 .对其进行研究对改善残疾人的生存条件和促进医疗事业的发展具有重要的现实意义 .以前研制的智能人工腿 ,其汽缸内针阀开... 智能人工腿最显著的特点是能模仿人体健康腿的运动方式且步行速度可自然、随意地跟随截肢者步行速度的变化而变化 .对其进行研究对改善残疾人的生存条件和促进医疗事业的发展具有重要的现实意义 .以前研制的智能人工腿 ,其汽缸内针阀开度的控制都是采用步进电机所构成的开环系统 ,位置精度不高 ,为此 ,作者针对智能人工腿的控制原理和TMS3 2 0F2 4 0数字信号处理器的主要特点 ,设计了 1种基于TMS3 2 0F2 4 0的直流电机模糊位置伺服控制系统的结构 ,并对该位置伺服系统进行了计算机仿真 .实验结果表明 ,所设计的伺服控制系统具有智能性、鲁棒性、快速性和准确性 。 展开更多
关键词 智能人工腿 数字信号处理器 位置伺服控制系统 模糊控制策略
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控制受限的一类不确定非完整动力学系统的镇定(英文) 被引量:2
16
作者 王朝立 霍伟 +1 位作者 谈大龙 王越超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期831-835,共5页
利用滑动模态的方法 ,采用多步控制策略 ,对一类控制受限的不确定非完整动力学系统设计了镇定控制器 ,使得闭环系统的状态在有限时间内可收敛到原点的事先给定的任意小的ε邻域中 ,最后 ,将该方法用于一类移动机器人的控制器设计 ,仿真... 利用滑动模态的方法 ,采用多步控制策略 ,对一类控制受限的不确定非完整动力学系统设计了镇定控制器 ,使得闭环系统的状态在有限时间内可收敛到原点的事先给定的任意小的ε邻域中 ,最后 ,将该方法用于一类移动机器人的控制器设计 ,仿真结果验证了该方法的有效性 . 展开更多
关键词 滑动模态 非完整动力学系统 输入约束 移动机器人
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智能人工腿步速测量数字电路的设计与分析 被引量:3
17
作者 谭冠政 肖宏峰 王越超 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 2001年第5期523-527,共5页
智能人工腿是一个精密的机电一体化装置 ,其关键部件之一是步速测量电路 .作者提出一种新的步速测量方法 ,即测量人工腿在摆动相的持续时间 ,用该时间的长短来间接反映步速的快慢 .设计电路时 ,采用自顶向下 (Top Down)的设计方法 ,其... 智能人工腿是一个精密的机电一体化装置 ,其关键部件之一是步速测量电路 .作者提出一种新的步速测量方法 ,即测量人工腿在摆动相的持续时间 ,用该时间的长短来间接反映步速的快慢 .设计电路时 ,采用自顶向下 (Top Down)的设计方法 ,其核心内容是将测量系统按不同功能分割成几个模块 ,然后分别设计每一个模块电路 .最后 ,用1片ispLSI 10 16高密度可编程芯片并采用ISP(InSystemProgram)编程方法设计出步速测量电路 .ISP编程方法的优点是可以现场修改 ,调整测量系统电路 ,并且不需要仿真器装置 .实验结果表明 :设计的这种步速测量电路结构合理 。 展开更多
关键词 智能人工腿 步速测量 ispLSI1016器件 ISP DSP 数字电路 设计
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状态受限的非完整链式系统的实际镇定 被引量:1
18
作者 王朝立 谈大龙 王越超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期271-273,278,共4页
考虑了状态受限的非完整单链式系统的实际镇定问题 .利用链式系统的特殊结构设计了两步控制算法 .该方法能够使闭环系统的状态最终收敛到原点的任意小邻域中 ,且若系统初值小于任意正数M ,那么除了一个收敛到零的状态变量外 ,其余状态... 考虑了状态受限的非完整单链式系统的实际镇定问题 .利用链式系统的特殊结构设计了两步控制算法 .该方法能够使闭环系统的状态最终收敛到原点的任意小邻域中 ,且若系统初值小于任意正数M ,那么除了一个收敛到零的状态变量外 ,其余状态变量在整个实际镇定过程中均小于正数 (1+ε)M ,其中ε可事先任意小 .最后对平面移动机器人进行了仿真 。 展开更多
关键词 状态受限 非完整链式系统 实际镇定 移动机器人
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一种基于功/能转换效率最高原则的单程形状记忆合金驱动器设计方法 被引量:1
19
作者 李明东 马培荪 +2 位作者 奚汉达 储金荻 郝颖明 《上海交通大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期370-373,共4页
研究了单程形状记忆合金(SMA)驱动器的工作机理,基于热力学基本定律建立了单程SMA驱动器的功/能和热/能转换模型,分析了SMA元件的性能对单程SMA驱动器输出性能的影响,提出了一种基于功/能转换效率最高原则的单程SMA驱动器设计方法。
关键词 形状记忆合金 驱动器 机器人 功/能转换效率
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基于非递推公式的机械臂正动力学的并行计算策略
20
作者 陆佑方 张京军 陈塑寰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期369-372,共4页
利用Jourdain原理来消除约束反力,并通过引入Lagrange乘子释放约束,得到了机械臂正动力学非递推形式的计算模型.由于在这种模型中引进了一些冗余计算,因此减弱了方程中各计算量之间的依赖性,从而提高了模型的内在... 利用Jourdain原理来消除约束反力,并通过引入Lagrange乘子释放约束,得到了机械臂正动力学非递推形式的计算模型.由于在这种模型中引进了一些冗余计算,因此减弱了方程中各计算量之间的依赖性,从而提高了模型的内在并行性.为了尽量减少并行计算所需处理器的数目,本文采用了求解规模缩减技术,并基于这个模型提出了一种面向O(n)个处理器的机械臂正动力学的并行计算策略. 展开更多
关键词 机械臂 正动力学 逆动力学 增方方程 并行算法
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