检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2020年第6期35卷 1345-1352页

作者：李佳钰尤波许家忠丁亮陈翰南高海波哈尔滨理工大学机电控制及自动化技术研究所哈尔滨150080 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

随着六足机器人研究工作的深入,针对其遥操作系统的开发面临诸多挑战.为了弥补松软接触条件对系统可控性及稳定性的影响,提出一种基于时域无源性控制(time-domain passivity control, TDPC)的六足机器人双边触觉遥操作方法.其主从两端... 详细信息

随着六足机器人研究工作的深入,针对其遥操作系统的开发面临诸多挑战.为了弥补松软接触条件对系统可控性及稳定性的影响,提出一种基于时域无源性控制(time-domain passivity control, TDPC)的六足机器人双边触觉遥操作方法.其主从两端采取位置-速度的交互模式,通过分析足-地柔性接触的作用机理,构建无源观测器和无源控制律以补偿足底滑移所导致环境系统的潜在有源性,采用速度跟踪模式设计基于触觉力反馈的系统控制架构,并利用Llewellyn准则确定控制律参数的稳定范围.最后,搭建半物理仿真实验平台并验证所提出的双边触觉遥操作方法在松软地形条件下能够保证六足机器人遥操作系统的稳定,且兼具较好的持续跟踪能力.

关键词：六足机器人双边遥操作松软地形足-地作用机理触觉力反馈时域无源性控制

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智能机器人同步定位与建图专用芯片研究综述

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集成电路与嵌入式系统 2024年第11期24卷 1-14页

作者：刘炳强沈梓煊王继鹏肖健谭玉龙何再生许登科王珂瞿卫新王超孙立宁华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074 华中科技大学未来技术学院武汉430074 珠海一微半导体股份有限公司珠海519000 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 苏州大学机电工程学院苏州215006 苏州大学相城机器人与智能装备研究院苏州215131

机器人是新质生产力的革命性引擎,正在重塑人类的生活和工作。同步定位与建图技术(Simultaneous Localization And Mapping,SLAM)能够使机器人在未知环境中自主导航并构建周围环境的地图,是自主移动机器人实现智能化的基石。然而,SLAM... 详细信息

机器人是新质生产力的革命性引擎,正在重塑人类的生活和工作。同步定位与建图技术(Simultaneous Localization And Mapping,SLAM)能够使机器人在未知环境中自主导航并构建周围环境的地图,是自主移动机器人实现智能化的基石。然而,SLAM算法复杂且运算量大,基于通用芯片方案实现存在延时长、功耗高的问题,不能满足自主移动机器人,尤其是小型、微型、纳型机器人的实时性、体积和功耗需求。因此,设计专用芯片加速计算密集的SLAM算法在近年来受到学术界和产业界的高度关注。本文首先从SLAM技术的基本概念和应用场景出发介绍了SLAM算法需要硬件加速的必要性,接着从算法和专用芯片设计两个角度出发梳理了SLAM技术的研究现状与发展趋势,接着重点讨论了SLAM专用芯片研究的技术挑战与解决方案,对未来发展给出了建议。

关键词：机器人同步定位与建图专用芯片硬件加速 SLAM

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五自由度并联驱动机构及其位置分辨能力分析

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中国机械工程 2021年第12期32卷 1414-1422,1431页

作者：张金柱史汉卿王涛黄庆学姜力太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 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 太原理工大学先进成形与智能装备研究院太原030024 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心太原030024

提出了一种具有三移动和二转动的多分支耦合并联驱动机构,基于方位特征集法分析了机构自由度及机构末端的运动特征。利用齐次变换法建立了机构的运动学逆解模型,求解了并联驱动机构的全雅可比矩阵。基于牛顿迭代法建立了运动学正解模型... 详细信息

提出了一种具有三移动和二转动的多分支耦合并联驱动机构,基于方位特征集法分析了机构自由度及机构末端的运动特征。利用齐次变换法建立了机构的运动学逆解模型,求解了并联驱动机构的全雅可比矩阵。基于牛顿迭代法建立了运动学正解模型,并对理论模型进行了仿真验证。利用CAD变分几何法绘制了机构的可达工作空间。定义了机构的全域位置敏感度系数指标,系统分析了特定工况下的驱动系统分辨率对机构位置分辨能力的影响规律。

关键词：并联驱动机构运动学雅可比矩阵位置分辨能力

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深槽螺旋钻月壤采样流动特性分析

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流体测量与控制 2023年第2期4卷 35-42,55页

作者：季节孙京肖涛张伟伟杨旭北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国卫通集团股份有限公司北京100190 中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 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

面向未来围绕水冰的月球极区月壤采样与原位分析任务需求,使用深槽螺旋钻具实现月壤采样是一种较有优势的方法。但目前关于深槽螺旋钻具对于月壤的采样特性尚未见充分的研究报道,且由于有别于传统浅槽螺旋钻的结构特点,已有理论成果的... 详细信息

面向未来围绕水冰的月球极区月壤采样与原位分析任务需求,使用深槽螺旋钻具实现月壤采样是一种较有优势的方法。但目前关于深槽螺旋钻具对于月壤的采样特性尚未见充分的研究报道,且由于有别于传统浅槽螺旋钻的结构特点,已有理论成果的适用性不佳。本文建立了一种用于描述深槽螺旋钻具对月壤输送特性的动力学模型,能够建立采样效果与钻具结构、钻进规程参数的响应关系。使用CUG-1A模拟月壤,钻进规程参数对螺旋槽内捕获月壤样品密度的影响进行了实验测试,测试结果验证了模型的正确性。研究结果表明:进给速度对于采样密度的影响较小,而钻具转速的影响较大;转速与进给速度的不同组合使深槽螺旋钻的输送模式存在摩擦输送、挤压输送和堵钻3种模式,为获得较好的采样效果,应该将规程参数控制在挤压输送模式的区间内。

关键词：月球钻探月壤采样深槽螺旋钻螺旋输送模型

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双端虎克铰Hexaglide并联机构零姿态工作空间分析

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机械设计与制造 2020年第11期 266-270,274页

作者：陈晓光李超锋焦胜海董为北京航天长征飞行器研究所北京100076 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

提出基于坐标变换的虎克铰运动范围求解方法,建立了虎克铰两个旋转副转角的约束关系。结合支链双端虎克铰Hexaglide并联机构特点,对虎克铰两旋转副在并联机构任意位姿下的摆角进行了求解,与虎克铰运动范围结合可判别该位姿下虎克铰是否... 详细信息

提出基于坐标变换的虎克铰运动范围求解方法,建立了虎克铰两个旋转副转角的约束关系。结合支链双端虎克铰Hexaglide并联机构特点,对虎克铰两旋转副在并联机构任意位姿下的摆角进行了求解,与虎克铰运动范围结合可判别该位姿下虎克铰是否会发生运动干涉。利用运动学逆解,结合虎克铰干涉判别、导轨长度限制、并联机构相邻支链干涉等约束,对零姿态下Hexaglide并联机构的位置工作空间进行了搜索。并与基于球铰的零姿态工作空间进行对比,得出了基于虎克铰安装方式对Hexaglide并联机构工作空间有较大影响的结论。利用CAD软件对基于虎克铰和基于球铰的工作空间进行了数字样机验证,验证了基于虎克铰运动范围的并联机构工作空间计算的正确性。

关键词： Hexaglide 并联机构工作空间虎克铰

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3维细长管路测量系统扫描路径自主规划

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机器人 2019年第5期41卷 628-636页

作者：庄金雷李瑞峰曹雏清高云峰陈盟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 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司安徽芜湖241000

针对弯折加工而成的3维细长管路的测量问题,设计了一种由工业机器人和多种传感器组成的自主测量系统.为完成测量中关键的管路点云自主扫描,提出了一种基于遗传算法的管路扫描路径规划算法,可求取出能够完整扫描管路且扫描次数尽可能少的... 详细信息

针对弯折加工而成的3维细长管路的测量问题,设计了一种由工业机器人和多种传感器组成的自主测量系统.为完成测量中关键的管路点云自主扫描,提出了一种基于遗传算法的管路扫描路径规划算法,可求取出能够完整扫描管路且扫描次数尽可能少的1组无碰关键扫描点,并且在关键扫描点处机器人的姿态被约束在竖直方向周围的一定范围内.此外,在每代群体产生后根据向前覆盖因子更新探索步长,并据此调整新采样个体的采样区间用以快速采集到更合适的个体.路径规划算法的性能验证中,首先实施了弯曲管路仿真,然后进行了圆柱段和圆环段在不同姿态下的扫描路径规划的仿真,最后开展了汽车管路扫描路径规划的仿真和实测实验.仿真结果中最优个体扫描长度随迭代次数增加而增大,且两种管路段和汽车管路的扫描覆盖率均超过0.99,表明规划得到的关键扫描点数量少,且关键扫描点的扫描体可近乎完整地扫描对应管路.汽车管路仿真与实测实验结果表明该算法对复杂管路可规划出合适的扫描路径.

关键词：管路重构自主测量扫描路径规划遗传算法 3维点云

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蓬勃发展的空间机器人技术与应用

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机器人 2022年第1期44卷 1-1页

作者：丁希仑高海波黄攀峰刘金国北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 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 西北工业大学航天学院智能机器人研究中心陕西西安710072 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169

随着人类太空探索的深入,机器人已经在空间各领域得到了广泛应用,尤其是为载人航天、月球与深空探测、小天体采样返回等航天任务提供了重要的支撑。空间机器人可代替或协助人类在空间环境中进行各种作业,在成本、效率、安全等方面具有... 详细信息

随着人类太空探索的深入,机器人已经在空间各领域得到了广泛应用,尤其是为载人航天、月球与深空探测、小天体采样返回等航天任务提供了重要的支撑。空间机器人可代替或协助人类在空间环境中进行各种作业,在成本、效率、安全等方面具有突出优势,但空间的大温差、高真空、强辐射、大时延、微重力等苛刻环境,以及航天器的质量、体积、功耗、寿命、可靠性等因素的约束。

关键词：空间机器人太空探索载人航天航天任务高真空微重力大时延强辐射

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机械系统的快速有限时间跟踪控制及其在航天器交会中的应用（英文）

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控制理论与应用 2019年第1期36卷 87-95页

作者：张凯段广仁哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对一类具有匹配干扰的二阶机械系统,本文研究了快速有限时间跟踪控制问题.结合有限时间反步法和非奇异快速终端滑模,本文提出了一种新的快速有限时间控制律,并给出了控制器参数所需满足的充分条件以保证系统的快速有限时间稳定性.进... 详细信息

针对一类具有匹配干扰的二阶机械系统,本文研究了快速有限时间跟踪控制问题.结合有限时间反步法和非奇异快速终端滑模,本文提出了一种新的快速有限时间控制律,并给出了控制器参数所需满足的充分条件以保证系统的快速有限时间稳定性.进一步地,在一定情形下,所设计的快速有限时间控制律能够退化为经典的反步法、有限时间控制律和非奇异快速终端滑模控制律.最终,将所设计的控制律应用于航天器交会系统,数值仿真结果验证了所提方法的有效性.

关键词：机械系统快速有限时间控制反步法参考轨迹跟踪

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状态与输入受限的二阶多输入多输出非线性系统自适应控制（英文）

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控制理论与应用 2019年第4期36卷 533-541页

作者：刘旺魁魏毅寅段广仁哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对含有状态和输入受限的二阶多输入多输出非线性系统的控制问题,提出了一种自适应控制策略.通过综合利用障碍Lyapunov函数和动态面控制方法的特性,使得系统的状态满足约束条件而且能够减少计算量.此外,为了处理输入约束和系统中的不... 详细信息

针对含有状态和输入受限的二阶多输入多输出非线性系统的控制问题,提出了一种自适应控制策略.通过综合利用障碍Lyapunov函数和动态面控制方法的特性,使得系统的状态满足约束条件而且能够减少计算量.此外,为了处理输入约束和系统中的不确定性的影响,分别设计了辅助系统和自适应算法.通过理论分析表明,闭环系统的所有状态都是有界的,而且系统的状态和输入都满足约束条件.最后,通过一个数值仿真算例和一个实际的航天器姿态控制系统的仿真来验证所提出的自适应控制策略的有效性.

关键词：障碍Lyapunov函数动态面控制状态与输入受限自适应控制航天器姿态

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模仿学习示教轨迹自动分割方法的研究进展

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控制与决策 2019年第7期34卷 1345-1354页

作者：迟明善姚玉峰刘亚欣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 哈尔滨理工大学荣成学院山东荣成264300 威海市机器人与智能装备产业研究院山东威海264209

符号表达的模仿学习是共融机器人提高其智能性的一条便捷、可行的途径,也为解决复杂、多步骤任务的学习问题提供了一个切实可行的解决方案,而对示教轨迹进行自动分割并获取其基本动作是成功应用这种学习方式的前提条件。鉴于此,首先,在... 详细信息

符号表达的模仿学习是共融机器人提高其智能性的一条便捷、可行的途径,也为解决复杂、多步骤任务的学习问题提供了一个切实可行的解决方案,而对示教轨迹进行自动分割并获取其基本动作是成功应用这种学习方式的前提条件。鉴于此,首先,在介绍符号表示的模仿学习的基础上,分析该种学习方式对自动分割方法的具体要求;然后,按照示教任务先验知识的有无将其分为两大类并详细地介绍每类所含的典型分割方法;最后,对上述轨迹分割方法进行对比分析与总结,并展望示教轨迹自动分割方法未来的发展趋势。

关键词：共融机器人模仿学习符号表示示教轨迹自动轨迹分割基本动作

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