检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2018年第4期52卷 90-97页

作者：张铁林康宇邹焱飚刘晓刚华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 桂林航天工业学院广西高校机器人与焊接重点实验室广西桂林541004

针对工业机器人关节柔性引起的末端执行器残余振动问题,提出一种基于控制误差优化输入整形器的振动控制算法。该算法结合零振动二阶微分输入整形器(ZVDD)方程和系统响应时滞时间方程,构建了关于整形器脉冲幅值参数的线性约束方程组;以... 详细信息

针对工业机器人关节柔性引起的末端执行器残余振动问题,提出一种基于控制误差优化输入整形器的振动控制算法。该算法结合零振动二阶微分输入整形器(ZVDD)方程和系统响应时滞时间方程,构建了关于整形器脉冲幅值参数的线性约束方程组;以整形后末端运动过程控制误差和定位误差为优化目标,建立了控制误差代价函数;利用拉格朗日乘子法解出脉冲幅值参数的表达式并进行迭代运算求得最优解;采用预测路径规划来补偿系统时滞时间。实验结果表明:所设计的控制误差优化输入整形器能将机器人J5轴末端残余振动加速度减少至整形前的11.7%,与ZVDD输入整形器相比能减少系统响应时滞时间约88%和最大过程控制误差约60.3%,与CEM输入整形器相比能减少定位误差约53.7%。该算法可以在有效抑制残余振动的基础上,减小传统输入整形器引起的系统响应时滞时间、末端运动过程控制误差和定位误差,对提高工业机器人的定位速度和精度具有一定的参考意义。

关键词：工业机器人残余振动输入整形控制误差优化振动控制

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柔体动力学模型的机器人关节振动分析与抑制

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振动．测试与诊断 2019年第2期39卷 242-248,438页

作者：张铁覃彬彬刘晓刚华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 桂林航天工业学院广西高校机器人与焊接重点实验室桂林541004

为解决工业机器人传动系统中的柔性传动环节常常导致的机械谐振问题,减小手臂在运动中出现振动,研究了基于柔体动力学模型的机器人关节振动抑制的方法。该方法先通过对机器人关节建立柔体动力学模型,从数学表达式中分析其产生振动的原因... 详细信息

为解决工业机器人传动系统中的柔性传动环节常常导致的机械谐振问题,减小手臂在运动中出现振动,研究了基于柔体动力学模型的机器人关节振动抑制的方法。该方法先通过对机器人关节建立柔体动力学模型,从数学表达式中分析其产生振动的原因,利用ABAQUS有限元软件获得关节的振型信息,并基于ABAQUS的振型特点获得力锤激励实验法的测点布置,通过实验获得关节轴的模态信息,并进一步分析共振频率对机器人的控制影响以设计合适的陷波滤波器,从而实现对机器人关节振动的抑制。该方法在机器人第5关节中进行了仿真和控制实验,末端余振幅值的实验说明振幅加速度值从3降至0.5m/s2,停止后电机转子偏移量绝对值从1降至0.5°,体现了陷波滤波器良好的抑制特性。

关键词：柔体动力学有限元力锤激励法陷波滤波器振动抑制

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基于弹性摩擦模型的机器人免力矩传感器拖动示教方法

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农业机械学报 2019年第1期50卷 412-420页

作者：张铁洪景东刘晓刚华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 桂林航天工业学院广西高校机器人与焊接重点实验室桂林541004

基于广义动量的外力观测器和导纳控制方案,采用弹性摩擦模型估计关节摩擦力,并对关节起动阶段的摩擦估计值进行规划,实现了免力矩传感器的机器人拖动示教。基于机器人的动力学模型和运动状态,建立了基于广义动量的机器人外力观测器,观... 详细信息

基于广义动量的外力观测器和导纳控制方案,采用弹性摩擦模型估计关节摩擦力,并对关节起动阶段的摩擦估计值进行规划,实现了免力矩传感器的机器人拖动示教。基于机器人的动力学模型和运动状态,建立了基于广义动量的机器人外力观测器,观测操作者对机器人施加外力。采用导纳控制方案,根据观测的外力生成关节运动轨迹,实现机器人的拖动示教。采用弹性摩擦模型对关节摩擦进行建模,并在模型中引入Stribeck摩擦项,实现关节在低速和静止状态下的摩擦力估计。为解决关节在静止状态下拖动困难的问题,对关节起动阶段的摩擦力估计进行规划,通过短暂增加关节摩擦的估计值以增加关节驱动力矩,从而实现关节的轻松拖动,且起动规划算法不会对机器人关节的其他运动阶段造成影响。实验表明,采用本文控制方案可有效实现免力矩传感器的工业机器人拖动示教。采用起动规划方案可有效增加关节起动外力和缩短关节起动时间,在起动阶段关节可以短暂产生26 N·m以上的估计力矩,相比未使用规划时关节的起动时间至少可减少70%。同时,关节在起动阶段具有一定的抗干扰能力。

关键词：工业机器人免力矩传感器拖动示教弹性摩擦模型

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面向机器人砂带打磨的加权手眼标定算法

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机械工程学报 2018年第17期54卷 142-148页

作者：张铁叶景杨刘晓刚华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 桂林航天工业学院广西高校机器人与焊接重点实验室桂林541004

由于砂带打磨工序中往往存在外部因素干扰,因此研究抗干扰能力强的手眼标定算法是机器人砂带打磨系统的关键问题之一。通过分析机器人打磨系统中的手眼标定数学模型,并利用带尖点的标定工具快速获取测量数据,在原有奇异值分解算法的基础... 详细信息

由于砂带打磨工序中往往存在外部因素干扰,因此研究抗干扰能力强的手眼标定算法是机器人砂带打磨系统的关键问题之一。通过分析机器人打磨系统中的手眼标定数学模型,并利用带尖点的标定工具快速获取测量数据,在原有奇异值分解算法的基础上,提出基于加权的改进方案,在初次计算手眼关系后计算出各个测量数据的误差,并根据测量数据误差的大小重新分配其对应的权重,最后重新计算手眼关系。通过仿真测试可知,改进后的算法较原有算法对测量数据的误差敏感度降低,标定精度稳定性好。通过试验验证可知,改进后的算法较原有算法平均标定误差比SVD算法减少了45.9%,最大误差减少了24.4%,从而验证了改进算法的抗干扰性能,并通过实际打磨测试证实了改进算法更适用于机器人打磨系统手眼标定。

关键词：机器人打磨手眼标定加权奇异值分解

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基于视觉引导的工业机器人定位抓取系统设计

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机械设计与研究 2014年第5期30卷 45-49页

作者：翟敬梅董鹏飞张铁华南理工大学机械与汽车工程学院机器人实验室广州510641

以美国国家仪器公司的视觉开发模块NI Vision为软件支撑和以ABB-IRB120型机器人,摄像机和传送带为硬件基础,对视觉识别与检测系统进行了模块化设计,构建了一个基于单目视觉的工业机器人工件自动识别和智能抓取系统,其中ABB-IRB120型工... 详细信息

以美国国家仪器公司的视觉开发模块NI Vision为软件支撑和以ABB-IRB120型机器人,摄像机和传送带为硬件基础,对视觉识别与检测系统进行了模块化设计,构建了一个基于单目视觉的工业机器人工件自动识别和智能抓取系统,其中ABB-IRB120型工业机器人作为操作手臂,用CCD相机、运动控制器和工控机搭建了机器人视觉控制平台,通过建立抓取系统的参数化模型给出图像坐标到机器人坐标的转换算法,利用NI Vision中提供的图像处理、模式匹配等方法,在C#环境下进行开发,实现了目标定位和机器人控制两大基本功能,最终控制机器人完成目标工件的抓取。

关键词：工业机器人机器视觉摄像机标定模式匹配卡尔曼滤波

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柔体动力学模型的机器人柔性力矩前馈控制

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哈尔滨工程大学学报 2019年第8期40卷 1509-1516页

作者：张铁张爱民覃彬彬刘晓刚华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641 桂林航天工业学院广西高校机器人与焊接重点实验室广西桂林541004

为解决机器人由于结构复杂、关节耦合以及控制的非线性时变等因素给其带来的动态响应迟滞,以及关节的柔性因素引起的机械谐振的问题,改进了刚体前馈力矩补偿方法,提出了基于柔体动力学模型的柔性力矩前馈补偿控制。该方法通过建立机器... 详细信息

为解决机器人由于结构复杂、关节耦合以及控制的非线性时变等因素给其带来的动态响应迟滞,以及关节的柔性因素引起的机械谐振的问题,改进了刚体前馈力矩补偿方法,提出了基于柔体动力学模型的柔性力矩前馈补偿控制。该方法通过建立机器人柔性关节的动力学模型,辨识得到柔性关节的扭转刚度参数以及最小惯性参数,获取更为准确的柔性因素下的预设轨迹的位置、速度、加速度信息,从而计算出柔性关节下所需的力矩值;将计算值作为前馈量,以周期为T的形式发送到伺服驱动器的底层,实时刷新驱动器,采用补偿的形式与电流环输出量进行叠加,从而实现机器人的柔性控制,使得机器人末端振动加速度幅值下降60%,提高了定位精度。实验验证了柔体动力学模型的机器人柔性力矩前馈控制的工程应用价值。

关键词：机器人柔体动力学刚度系数辨识柔性位置前馈补偿

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基于牛顿欧拉法的SCARA机器人动力学参数辨识

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华南理工大学学报（自然科学版） 2017年第10期45卷 129-136,143页

作者：张铁梁骁翃覃彬彬刘晓刚华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 桂林航天工业学院广西高校机器人与焊接重点实验室广西桂林541004

SCARA机器人在工业生产中得到了广泛应用.为满足高速、高精度的要求,必须对SCARA机器人进行动力学分析.文中用牛顿欧拉方法对SCARA机器人进行动力学建模,并将摩擦力以及电机转子对关节力矩的影响纳入动力学模型,得出了关节力矩关于一组... 详细信息

SCARA机器人在工业生产中得到了广泛应用.为满足高速、高精度的要求,必须对SCARA机器人进行动力学分析.文中用牛顿欧拉方法对SCARA机器人进行动力学建模,并将摩擦力以及电机转子对关节力矩的影响纳入动力学模型,得出了关节力矩关于一组可辨识参数集的线性表达式.采用傅里叶级数作为激励轨迹进行实验,并通过最小二乘法对得出的可辨识动力学参数集进行辨识.实验证明,通过推导的线性表达式计算出的关节力矩理论值与实际值的变化趋势一致.运用所提方法辨识的动力学参数进行动力学建模,能得到SCARA机器人运动时的关节力矩,可为后期的动力学控制提供基础计算公式.

关键词： SCARA机器人动力学参数辨识牛顿欧拉方法关节力矩

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基于BP神经网络的机器人波动摩擦力矩修正方法

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工程科学学报 2019年第8期41卷 1085-1091页

作者：张铁洪景东李秋奋刘晓刚华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 桂林航天工业学院广西高校机器人与焊接重点实验室桂林541004

针对机器人谐波减速器关节在转动过程中存在的波动摩擦力矩,提出一种基于傅里叶级数函数和BP神经网络的建模方法,并完善机器人的动力学模型,修正了因波动摩擦力矩带来的关节力矩计算误差.通过研究谐波减速器关节的波动摩擦力矩在不同影... 详细信息

针对机器人谐波减速器关节在转动过程中存在的波动摩擦力矩,提出一种基于傅里叶级数函数和BP神经网络的建模方法,并完善机器人的动力学模型,修正了因波动摩擦力矩带来的关节力矩计算误差.通过研究谐波减速器关节的波动摩擦力矩在不同影响因素下的变化特性,采用傅里叶级数与BP神经网络结合的方法对波动摩擦力矩进行建模.通过添加傅里叶级数函数作为BP神经网络的辅助输入,克服了力矩误差曲线因存在高频周期性波动而难以拟合的困难.在离线环境下训练神经网络,完成对关节波动摩擦力矩的建模,进而完善机器人的动力学模型和修正关节中存在的波动摩擦力矩.验证实验表明,使用完善后的动力学模型可以有效计算谐波减速器关节的波动摩擦力矩,并使修正后的力矩误差维持在[-0.5,0.5]N·m的范围之内,方差为0.1659 N^2·m^2,是修正前的24.23%.

关键词：机器人动力学关节波动摩擦力矩 BP神经网络傅里叶级数函数误差修正

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基于FPGA的神经振荡器设计及优化

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电子技术应用 2011年第7期37卷 32-35页

作者：李啸隽戴孝亮华南理工大学机械与汽车工程学院机器人实验室广东广州510640

为神经振荡器提出了一种高效的FPGA实现方案,介绍了一种改进的分布式算法(DA),以便于最大限度地利用FPGA上的查找表(LUT)资源。整个系统在Matlab/Simulink下采用Altera公司的DSP Builder构建。该方法节约了74%的查找表、75%的寄存器和1... 详细信息

为神经振荡器提出了一种高效的FPGA实现方案,介绍了一种改进的分布式算法(DA),以便于最大限度地利用FPGA上的查找表(LUT)资源。整个系统在Matlab/Simulink下采用Altera公司的DSP Builder构建。该方法节约了74%的查找表、75%的寄存器和100%的嵌入式乘法器资源。同时,该方案得到了令人满意的结果,实验结果同仿真结果的相关系数高达0.99。

关键词：神经振荡器分布式算法 FPGA 查找表

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基于复合喷气压电驱动器的柔性机械臂振动控制

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机械工程学报 2009年第5期45卷 184-192页

作者：邱志成韩建达王越超华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016

空间机器人和大型柔性空间结构在航天器调姿、变轨、外部扰动的情况下将引起振动问题,其低频大幅值振动将持续很长时间,这将影响航天器系统的稳定性和控制精度。为了快速抑制低频大幅值振动及残余振动,提出采用复合可控反作用力幅值的... 详细信息

空间机器人和大型柔性空间结构在航天器调姿、变轨、外部扰动的情况下将引起振动问题,其低频大幅值振动将持续很长时间,这将影响航天器系统的稳定性和控制精度。为了快速抑制低频大幅值振动及残余振动,提出采用复合可控反作用力幅值的喷气式驱动和压电陶瓷驱动方案进行振动控制。进行基于复合控制的柔性臂系统动力学建模并给出控制算法。设计并建立柔性机械臂试验平台,构建气动驱动控制回路及压电驱动控制回路。进行基于压电陶瓷驱动器、喷气式驱动器及复合喷气和压电驱动器的柔性臂大幅值低频模态振动控制的几种方法试验比较研究。试验结果表明,采用的控制方案和方法既可以快速地抑制柔性机械臂统的低频大幅值振动,又明显地同时抑制高频和低频小幅值残余振动。

关键词：柔性机械臂振动控制喷气式驱动压电驱动复合控制

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