检索结果-内蒙古大学图书馆

四川大学学报（工程科学版） 2011年第2期43卷 234-240页

作者：党进倪风雷刘业超刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 德国宇航中心机器人与机电一体化研究所德国慕尼黑82230

针对柔性关节机器人控制系统中存在的扰动力、摩擦力、参数变化以及建模误差等导致的控制器精度降低、鲁棒性差的问题,提出了1种基于自适应模糊滑模的鲁棒控制器。控制器由2部分组成,控制器的计算力矩和前馈补偿部分用于控制系统的标称... 详细信息

针对柔性关节机器人控制系统中存在的扰动力、摩擦力、参数变化以及建模误差等导致的控制器精度降低、鲁棒性差的问题,提出了1种基于自适应模糊滑模的鲁棒控制器。控制器由2部分组成,控制器的计算力矩和前馈补偿部分用于控制系统的标称部分,即机器人自身结构相关量、确定性扰动以及摩擦力的线性部分;控制器的自适应模糊滑模部分用于克服系统存在的不确定部分,包括外界不确定性扰动、摩擦力的非线性部分、参数变化以及建模误差等。最后在HIT四自由度柔性机械臂上进行了控制器的相关实验。实验结果表明该控制器具有良好的位置跟踪性能和较强的抗干扰能力。

关键词：柔性机械臂自适应模糊滑模非线性系统不确定性扰动

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三手指空间机器人末端执行器的柔顺抓握策略

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机器人 2011年第4期33卷 427-433页

作者：张庆利倪风雷朱映远党进刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080 德国宇航中心机器人与机电一体化研究所德国慕尼黑82230

空间机器人在抓握物体时,末端执行器与目标物体之间因接触碰撞而产生的扰动力可能会造成机械臂抖动和位姿改变,甚至将目标物体弹出捕获区,造成捕获失败.针对这一问题,首先介绍了哈尔滨工业大学(HIT)自行研制的三于指空间机器人末端执行... 详细信息

空间机器人在抓握物体时,末端执行器与目标物体之间因接触碰撞而产生的扰动力可能会造成机械臂抖动和位姿改变,甚至将目标物体弹出捕获区,造成捕获失败.针对这一问题,首先介绍了哈尔滨工业大学(HIT)自行研制的三于指空间机器人末端执行器,对末端执行器抓握目标物体过程中的碰撞扰动力进行了分析,提出了一种柔顺抓握策略以削弱抓握目标物体时产生的碰撞扰动力,并设计了一种新的基于前馈补偿和模糊滑模相结合的控制器.末端作用器自身结构的相关量、确定性扰动以及摩擦力的线性部分等可以通过数学建模和离线实验测量得到,通过前馈补偿进行有效控制;对于摩擦非线性部分、未知扰动、于指抓握时的碰撞力等不确定量,引入模糊控制规则对其进行补偿.采用HIT在轨自维护机械臂和三手指空间机器人末端执行器在空间微重力运动平台上进行了抓握实验,实验结果表明设计的控制器和提出的抓握策略能够有效削弱抓握过程中的扰动力.

关键词：空间机器人柔顺抓握交互碰撞扰动力三手指末端执行器

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光电层合抛物薄壳的主动控制

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吉林大学学报（工学版） 2011年第5期41卷 1433-1438页

作者：邓宗全王新杰岳洪浩哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学宇航空间机构及控制研究中心哈尔滨150001

利用光致伸缩作动器的非接触激励特性,对抛物薄壳进行主动控制研究。通过对激励光源的开关控制,实现光致伸缩作动器的伸缩激励特性。基于Membrane简化理论,提出一组满足自由边界条件下的抛物壳模态形状函数,并推导出光电层合抛物薄壳的... 详细信息

利用光致伸缩作动器的非接触激励特性,对抛物薄壳进行主动控制研究。通过对激励光源的开关控制,实现光致伸缩作动器的伸缩激励特性。基于Membrane简化理论,提出一组满足自由边界条件下的抛物壳模态形状函数,并推导出光电层合抛物薄壳的模态控制方程。将LQR状态相关控制与光源激励策略相结合,确定抛物薄壳的主动控制策略。通过数值仿真得到了光致伸缩作动器输出控制力及抛物壳位移响应曲线。结果表明:光致伸缩作动器可实现对抛物薄壳的主动振动控制,且振动抑制效果明显。

关键词：光致伸缩作动器抛物薄壳主动控制 Membrane简化

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基于栅格法的矿难搜索机器人全局路径规划与局部避障

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中南大学学报（自然科学版） 2011年第11期42卷 3421-3428页

作者：朱磊樊继壮赵杰吴晓光刘罡哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

针对矿难发生后井下环境的不确定性,提出一种以矿难前的GIS(Geographic information system)地图为基础建立环境栅格模型并结合改进遗传算法的矿难搜索机器人全局路径规划方法。效仿蚁群算法中的信息素提出基于位置信息负反馈的方法,并... 详细信息

针对矿难发生后井下环境的不确定性,提出一种以矿难前的GIS(Geographic information system)地图为基础建立环境栅格模型并结合改进遗传算法的矿难搜索机器人全局路径规划方法。效仿蚁群算法中的信息素提出基于位置信息负反馈的方法,并结合优先权分组的思想,提出一种新的有效的种群初始化方法,同时将该种群初始化方法应用到变异算子中,且依据最优解的变化情况自适应地调整交叉和变异的概率。与此同时,针对环境信息的不同变化情况,结合全局路径规划结果对机器人进行局部避障方法的研究。最后,通过仿真实验证明本方法能够快速有效地在已知环境中得到机器人的最优路径,并且能够在局部变化的环境中实现实时避障。

关键词：搜索机器人栅格法全局路径规划遗传算法局部避障

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基于小波分析的显微视觉景深扩展

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计算机应用 2011年第7期31卷 1815-1817,1843页

作者：宋宇李庆玲北京交通大学电子信息工程学院北京100044 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080 中国科学院自动化研究所北京100190

光学显微视觉系统的主要特点在于景深短,难以获取反映显微场景的全面信息。为解决该问题,提出基于小波分析的光学显微视觉系统景深扩展策略,分为局部清晰图像获取和多聚焦图像融合两个阶段:首先,以定义的小波系数活性水平为依据,构造了... 详细信息

光学显微视觉系统的主要特点在于景深短,难以获取反映显微场景的全面信息。为解决该问题,提出基于小波分析的光学显微视觉系统景深扩展策略,分为局部清晰图像获取和多聚焦图像融合两个阶段:首先,以定义的小波系数活性水平为依据,构造了新型清晰度评价函数和聚焦曲线全局极值搜索策略来实现快速自动聚焦、获取局部显微场景信息的目的;然后,为实现多局部聚焦显微图像的融合,设计了小波系数活性水平选择型融合规则来融合获取的多个局部显微场景信息。实验表明,提出方法可有效扩展光学显微镜的景深。

关键词：小波分析显微视觉自动聚焦多聚焦图像融合景深

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肝脏介入治疗中基于B样条变形形变模型的配准

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中国医学影像学杂志 2011年第8期19卷 616-619页

作者：谢小辉杨光那奇余小舫杜如虚林永楷中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 黑龙江哈尔滨150001 深圳市人民医院广东深圳518020 香港中文大学香港999077

在肝脏介入治疗的图像导航系统中,术中的配准是极为关键的一个环节,配准的质量和速度直接影响着定位和手术效果。而对于肝脏这种软组织的配准,变形的处理是不得不考虑的因素。本文以B样条网格的变形为模型,采用L-BFGS算法优化模型参数,... 详细信息

在肝脏介入治疗的图像导航系统中,术中的配准是极为关键的一个环节,配准的质量和速度直接影响着定位和手术效果。而对于肝脏这种软组织的配准,变形的处理是不得不考虑的因素。本文以B样条网格的变形为模型,采用L-BFGS算法优化模型参数,并通过缩小控制网格的方法对配准框架进行改进,提出采用交互式选取感兴趣区域的方法,缩小B样条网格控制的区域。通过采集同一患者不同时段CT图像进行配准实验,比较不同方法的配准时间和配准测度值;结果表明,相对于传统基于B样条的方法,该新方法可以快速、准确地处理软组织变形问题。

关键词：放射摄影术介入性肝疾病外科手术计算机辅助 B样条网格

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欠驱动假手手指抓取力的研究

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哈尔滨工业大学学报 2010年第5期42卷 801-805页

作者：黄海王新庆姜力刘宏哈尔滨工程大学智能水下机器人国防技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 德国宇航中心机器人与系统动力学研究所

为了满足欠驱动手进行复杂作业的需要,基于欠驱动原理建立了手指对物体的抓取力模型和基于力的阻抗控制策略.对应于任一手指姿态,抓取力模型可以准确得到基关节抓握力矩和手指各指节抓取力的关系;采用基于力的阻抗控制策略,实现了基关... 详细信息

为了满足欠驱动手进行复杂作业的需要,基于欠驱动原理建立了手指对物体的抓取力模型和基于力的阻抗控制策略.对应于任一手指姿态,抓取力模型可以准确得到基关节抓握力矩和手指各指节抓取力的关系;采用基于力的阻抗控制策略,实现了基关节抓取力控制.实验证明,手指能够稳定地抓取鸡蛋这样比较滑、容易碎、形状复杂且有一定质量,需要稳定和平衡抓取力的物体,其成功率达80%以上.而这是单纯用手指的基关节力控制很难做到的(成功率只有不到20%).手指抓取力模型和阻抗控制策略的建立大大增强了假手进行复杂作业,抓取复杂物体的能力.

关键词：假手欠驱动阻抗控制

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具有力／位感知的仿人假手拇指机构

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哈尔滨工业大学学报 2010年第9期42卷 1403-1407页

作者：王伟姜力王新庆刘伊威刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150086 德国宇航中心机器人及机电一体化研究所慕尼黑82230

为使假手运动速度更快、更稳定,体积更小,基于耦合原理设计了假手的拇指机构;为使假手更加智能化,集成了力矩和位置感知装置,使之能够感知手指的绝对位置和指尖出力.该拇指由1个电机驱动,由3个关节组成,电机、减速箱和伞齿轮减速装置全... 详细信息

为使假手运动速度更快、更稳定,体积更小,基于耦合原理设计了假手的拇指机构;为使假手更加智能化,集成了力矩和位置感知装置,使之能够感知手指的绝对位置和指尖出力.该拇指由1个电机驱动,由3个关节组成,电机、减速箱和伞齿轮减速装置全部嵌入在手掌内部,近指节和中指节之间采用了平面四杆和空间四杆驱动方式,使手指的外观和运动轨迹更加拟人化.实验表明,手指抓取速度快且在运动的起点和终点没有震动,抓取过程更加仿人化,能够完成正向捏取、三指捏取、柱状抓取等人手大部分抓取功能,能够满足残疾人基本生活需要.

关键词：假手拇指机构力矩感知位置感知四杆机构

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欠驱动手动态抓取控制的研究

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控制与决策 2010年第2期25卷 203-206,212页

作者：黄海庞永杰姜力李楠刘宏哈尔滨工程大学军用智能水下机器人国防技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 德国宇航中心机器人与系统动力学研究所韦斯林82234

基于手指动力学模型建立了速度观测器.该观测器用于欠驱动手的自适应轨迹跟踪,弥补了欠驱动手没有速度传感器的缺点,补偿了手指模型中欠驱动元件(如扭簧)造成的不确定因素.与PID和计算力矩法相比,其跟踪误差更小,动态控制效果更加理想.... 详细信息

基于手指动力学模型建立了速度观测器.该观测器用于欠驱动手的自适应轨迹跟踪,弥补了欠驱动手没有速度传感器的缺点,补偿了手指模型中欠驱动元件(如扭簧)造成的不确定因素.与PID和计算力矩法相比,其跟踪误差更小,动态控制效果更加理想.通过动力学模型建立了基于力的阻抗控制策略,在阻抗控制中使用速度观测器,实现了基关节的动态抓取力跟踪.动态轨迹跟踪与力跟踪相结合,使欠驱动手在抓握时具有良好的动态抓取性能.

关键词：欠驱动手观测器动态控制阻抗控制

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光致伸缩作动器对开口球壳的主动振动控制

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宇航学报 2010年第11期31卷 2483-2490页

作者：王新杰岳洪浩邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学宇航空间机构及控制研究中心哈尔滨150001

基于电压源模型,推导出薄膜式光致伸缩作动器应变与光强的本构关系。建立光电层合球壳系统动力学方程及模态控制方程。利用规格化后的模态控制因子对球壳子午线方向及圆周方向的薄膜与弯矩效应进行评价,不同位置下的模态控制因子为作动... 详细信息

基于电压源模型,推导出薄膜式光致伸缩作动器应变与光强的本构关系。建立光电层合球壳系统动力学方程及模态控制方程。利用规格化后的模态控制因子对球壳子午线方向及圆周方向的薄膜与弯矩效应进行评价,不同位置下的模态控制因子为作动器布局优化提供了依据。将LQR控制算法与光源激励策略相结合,确定光电层合球壳系统的主动控制策略。进行主动振动控制仿真,得到球壳位移及控制光强响应曲线。仿真结果表明,在较低能量的控制光强下,光致伸缩作动器可实现对球壳的主动振动控制,且振动抑制效果明显。

关键词：光致伸缩作动器球壳主动控制分布激励

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