集成式压电驱动微操作手的位置控制研究

微操作手是微操作机器人的核心部件 ,文章介绍了作者研制的压电陶瓷管驱动三自由度集成式微操作手 ,在此基础上 ,研究了微操作手的位置闭环控制 ,提出了模糊 -比例积分控制方法 ,并通过实验获得了较好的控制效果。通过对微操作手进行动静态测试得到微操作手的性能指标 :操作手末端 X、Y轴的最大输出位移为± 8.5μm,重复定位精度为 2 8nm ,位移分辨率为 10 nm ,动态阶跃响应时间为 5 m s;Z轴最大输出位移为 6 .2μm ,重复定位精度为 17nm,位移分辨率为 4 nm ,动态阶跃响应时间为 5 m s。该微操作手能够实现纳米级微动定位 ,满足微操作要求     

一种对光照变化鲁棒性的彩色目标检测方法

彩色目标检测过程中由于环境光照的变化以及分布不均匀会造成物体反射光的改变,使得检测效率降低.彩色目标检测中最常见的光照影响是光照强度的改变和检测区域强度分布不均匀.本文对颜色生成基本过程进行考察,发现在很多应用中可以用简单的的DELTA函数近似传感器的响应函数.在此基础上用一个有限维向量量化光照变化,对像素进行补偿,提高对光照变化的适应能力.并用实际应用结果说明其合理性.     

基于压电陶瓷驱动的微操作手研究现状

微操作手是微操作机器人的重要组成部分 ,首先介绍了国内外研制的几种典型微操作手。在此基础上 ,对于微操作手的关键技术 ,从机构、驱动、传感、检测几个方面进行了论述 ,在机构上 ,介绍了微位移定位机构的特点 ;在驱动方式上 ,论述了压电陶瓷的驱动方法 ;在微位移检测上 ,介绍了几种纳米微位移检测手段。最后 ,阐述了微操作手的发展趋势 :微型化、集成化、智能化 ,达到纳米级或更高的定位精度     

自主机器人直线行进过程的数字PID控制

针对自主机器人的直线行进过程，提出一种通过硬件电路确定直流电机模型的方法，即利用光电编码器测得机器人驱动轮电机转速信号，经硬件电路将每个周期时间内的脉冲数记录下来，从而得到电机输出转速响应曲线，确定电机的数学模型。在电机模型确定的基础上，实现了自主机器人直线行进过程的数字PID控制。数字PID参数的确定采用Ziegler—Nichols法，同时借助Matlab／Simulink仿真软件对所得PID参数进行了进一步的整定，取得了良好的控制效果。     

Homoclinic Chaos in 2-DOF Robot Manipulators Driven by PD Controllers

The existence of Smale horseshoes in the dynamics of twodegrees of freedom (2-DOF) robot manipulators with viscous damping anddriven by classical proportional-derivative (PD) controllers is proved.The situation where an actuator failure occurs is also analyzed. Thecontrollers correspond to the classical PD and the PD with gravitycompensation. They are considered as non-Hamiltonian perturbations of anundriven 2-DOF robot; then a technique developed by Holmes and Marsden,which uses a combination of a reduction scheme and Melnikov's methodwith an energy balance argument, is applied.     

基于无源性的不确定机器人的力控制

根据无源性理论,从一个较新的角度对机器人系统的力控制问题进行了研究.一个严格无源的动态系统一般具有良好的动态特性和较强的鲁棒性.因此在力控制中采用无源化方法对力控制器进行设计.对于机器人建模的不准确性及环境的影响,本文采用在力控制回路中加入一个补偿项来补偿模型的不确定性.仿真结果表明这种控制方案使系统获得了较好的动态性能和较强的鲁棒性.     

让机器人技术走进学生社团

"智能机器人"是一门跨专业、高度综合的新兴学科,将成为世界各国知识创新的前沿阵地。自动化专业的毕业生将成为前沿阵地上的指挥官和开拓者,让他们熟悉、了解、掌握机器人技术势在必行。然而利用本科课堂的有限教学时间很难达到好的效果。因此,将机器人技术与学生社团结合,转变学生和教师的角色,利用学生的课余时间以学生为主体开展学习实践活动,能提高学生的学习兴趣,同时提高学生的动手能力、创造能力、协作能力等各方面的综合能力。     

电类专业大学生创新能力培养的探索与实践

一段时间以来,社会用人单位反映当前大学毕业生实践和自主创新能力不足。因此,在教学中,选择合适的途径加强大学生能力培养、强化实践锻炼,是一个亟待解决的问题。小型机器人平台是计算机、控制、检测技术等的综合应用,开发应用的领域广阔,趣味性强,成为电类相关专业深化专业知识,拓展能力的良好平台。本文总结了我院大学生创新实践基地在全院三个专业开展的4届大学生创新实践能力培养活动的实践,提出了对电类专业大学生创新实践能力培养途径的新探索。     

带时间窗的车间搬运机器人路径优化建模及算法研究

本文以车间搬运机器人为研究对象,在考虑时间窗的前提下,求解机器人进行物料配送和成品回收场景下的路径优化问题。提出一种强化学习遗传蚁群算法,首先利用扫描法求解初始搬运机器人的数量,并将子路径节点的几何中心设置为虚拟节点,利用嵌入遗传算子的蚁群算法求解连接虚拟节点的最优路径,再利用强化学习算法求解子路径的最优结果;最后将基本成本、运输成本和时间惩罚成本的加权和作为目标解,并最终求出满足约束条件的最优解。通过与基准问题求解结果对比,验证了强化学习遗传蚁群算法的优越性。     

单目红外目标跟踪机器人视觉系统设计

针对特定红外目标跟踪机器人设计的需求,以3种不同频率的信号,合成了可以被一体化红外传感器连续解调的目标特征信号,设计了基于特征信号模型的机器人视觉系统,包括单目复眼的信号检测阵列和2级序列的信号调理电路．试验表明,系统工作稳定可靠,实现了对目标的智能搜索、连续跟踪,信号抗干扰性强,可用于多目标的识别跟踪．