检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制学报 2024年第5期28卷 173-182页

作者：黄文晖闵华松武汉科技大学机器人智能系统研究院湖北武汉430081

针对现有的换相误差补偿方法需要额外滤波电路和检测电路导致无传感器换相方法变得更加复杂的问题,提出一种端电压尖峰脉冲换相误差补偿方法,实现了对无刷直流电机无传感器换相误差的准确补偿。研究了抗干扰性强的端电压尖峰脉冲信号的... 详细信息

针对现有的换相误差补偿方法需要额外滤波电路和检测电路导致无传感器换相方法变得更加复杂的问题,提出一种端电压尖峰脉冲换相误差补偿方法,实现了对无刷直流电机无传感器换相误差的准确补偿。研究了抗干扰性强的端电压尖峰脉冲信号的变化特性,得出了端电压尖峰脉冲持续时间是随着换相误差单调变化的结论,并利用端电压尖峰脉冲设计了换相误差闭环控制方法。该方法无需额外的滤波电路和检测电路,简化了换相误差补偿方法的电路设计,并且具备良好的鲁棒性和准确性。搭建了仿真和实际实验平台,对比了补偿前后的换相误差,实验结果表明,所提出方法能够实现准确的换相误差补偿。仿真实验和实际实验中,换相误差分别被控制在了1.1个电角度范围内和4个电角度范围内。在速度调控实验中,补偿后的无传感器方法表现出了和霍尔传感器相似的动态特性。相比于现有方法,提出方法更适合无刷直流电机无传感器方法在高性能电机控制场景的应用。

关键词：无刷直流电机六步换相法无传感器控制换相误差补偿端电压尖峰脉冲闭环控制

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基于特征建模的全向车辆自适应跟踪控制研究

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系统仿真学报 2024年第10期36卷 2277-2287页

作者：程磊王好友陈新节武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081

针对受自身特性和外界干扰的全向移动车辆稳定和高精度的跟踪控制问题,设计了一种基于特征建模的全向车辆自适应跟踪控制方法,建立全向车辆的特征模型,将模型特性整合到特征参数中,并用投影梯度法对特征参数进行在线估计,设计基于特征... 详细信息

针对受自身特性和外界干扰的全向移动车辆稳定和高精度的跟踪控制问题,设计了一种基于特征建模的全向车辆自适应跟踪控制方法,建立全向车辆的特征模型,将模型特性整合到特征参数中,并用投影梯度法对特征参数进行在线估计,设计基于特征模型的全系数自适应控制律,并根据Lyapunov理论分析了该控制方法的稳定性。搭建Simulink仿真模型验证了所设计自适应控制方法的有效性与合理性。与其他控制方法进行对比,结果表明:该方法控制精度更高、自适应能力更强、具有更好的鲁棒性。

关键词：全向移动底盘特征建模非线性黄金分割自适应控制参数辨识跟踪控制

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基于迟滞逆补偿的气动人工肌肉并联机器人同步控制

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机器人 2025年第2期47卷 145-154页

作者：刁淑贞张欣霖刘根娣秦岩丁方勇纯孙宁南开大学人工智能学院机器人与信息自动化研究所天津300350 南开大学深圳研究院智能技术与机器人系统研究院广东深圳518083

虽然气动人工肌肉并联机器人兼具刚柔耦合特性,但是其控制精度易受到气动人工肌肉中迟滞特性的影响,且整体控制性能还会受制于所有机械臂的协调能力。为此,本文提出了一种基于迟滞逆补偿的同步控制方法,以实现气动人工肌肉并联机器人的... 详细信息

虽然气动人工肌肉并联机器人兼具刚柔耦合特性,但是其控制精度易受到气动人工肌肉中迟滞特性的影响,且整体控制性能还会受制于所有机械臂的协调能力。为此,本文提出了一种基于迟滞逆补偿的同步控制方法,以实现气动人工肌肉并联机器人的期望跟踪性能。具体而言,改进Bouc-Wen迟滞模型以更准确地表征气动人工肌肉的输入-输出关系,并使用对应的逆模型进行前馈补偿,提高控制精度。同时,建立机械臂之间的误差信号传递,提升机械臂的运动同步性。然后,充分考虑气动人工肌肉并联机器人的全驱特性,在全驱系统方法框架下设计自适应气压控制器,确保跟踪误差和同步误差渐近收敛。最后,完成闭环系统的稳定性分析,并基于硬件平台进行了迟滞拟合对比测试和运动控制对比测试。对比结果表明所提迟滞模型的拟合精度和所提控制方法的跟踪精度均优于对比方法,充分验证了所提方法的可行性。

关键词：并联机器人气动人工肌肉迟滞逆补偿同步控制全驱系统方法

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拟人机械臂关节等效的运动学映射算法

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计算机工程与应用 2023年第20期59卷 318-325页

作者：李斯雨闵华松王琪武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430080

为了更好地促进机器人对人体动作的实时精准模仿,以人臂运动特性为基础,针对拟人机械臂提出了一种基于等效关节的运动学映射算法。该方法根据人臂关节运动特点,将拟人机械臂关节等效为人臂关节,建立人臂到机械臂的转换模型。并由转换模... 详细信息

为了更好地促进机器人对人体动作的实时精准模仿,以人臂运动特性为基础,针对拟人机械臂提出了一种基于等效关节的运动学映射算法。该方法根据人臂关节运动特点,将拟人机械臂关节等效为人臂关节,建立人臂到机械臂的转换模型。并由转换模型与人臂特征函数确定映射函数,解决了人臂关节与拟人机械臂关节之间旋转轴线差异问题。针对拟人机械臂逆运动学复杂问题,提出一种新的逆运动学求解方法。该方法利用等效关节为球关节特点,将拟人机械臂逆运动学问题分解成三个问题,分别求解各关节角。仿真和实际实验结果表明,所提出的映射方法能够使机器人平滑且准确地复现人臂动作,拥有较高末端精度与完美的位形相似度。并与基于关节空间的映射算法和任务空间的映射方法进行了比较。

关键词：机器人模仿运动学映射运动相似性拟人机械臂

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旋翼无人机吊运系统研究综述

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控制与决策 2025年第4期40卷 1079-1097页

作者：梁潇刘冰冰叶慧樱裴腾飞于海方勇纯南开大学机器人与信息自动化研究所天津300350 南开大学人工智能学院天津300350 南开大学深圳研究院智能技术与机器人系统研究院深圳518083

随着低空经济进入快速发展期,旋翼无人机凭借其垂直起降能力、高机动性及成本低廉等优势,引起了人们的广泛关注.利用其进行物资装备的空中运输能克服地形地势对运输的限制,较地面运输更为高效.在旋翼无人机空中运输领域,吊绳悬挂方式具... 详细信息

随着低空经济进入快速发展期,旋翼无人机凭借其垂直起降能力、高机动性及成本低廉等优势,引起了人们的广泛关注.利用其进行物资装备的空中运输能克服地形地势对运输的限制,较地面运输更为高效.在旋翼无人机空中运输领域,吊绳悬挂方式具有机械成本低、对负载体积无限制等优势,因此具有更好的任务适应性.然而,旋翼无人机本身具有欠驱动特性,随着悬挂负载的引入,系统的自由度更高、非线性程度和状态耦合也更为严重,为其控制与规划方案的设计带来了巨大挑战.鉴于此,首先对无人机吊运系统进行分类并简要介绍其特性;然后分别对单机和多机吊运系统的控制及规划方法研究现状与最新进展进行重点阐述;最后对旋翼无人机吊运领域的已有研究进行讨论与总结,并展望该领域未来的发展和趋势.

关键词：旋翼无人机吊运负载协作运输运动规划非线性系统

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基于变结构CF-MFAC的双轮腿机器人控制系统

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控制工程 2024年

作者：付亮亮章政黄卫华翟民张军生武汉科技大学机器人与智能系统研究院

针对非结构化环境下欠驱动非完整约束的双轮腿机器人具有不确定性因素高、难以精确建模等问题，提出了一种基于数据驱动的变结构紧格式无模型自适应控制(variable structure compact format model free adaptive control， VSCF-MFAC)... 详细信息

针对非结构化环境下欠驱动非完整约束的双轮腿机器人具有不确定性因素高、难以精确建模等问题，提出了一种基于数据驱动的变结构紧格式无模型自适应控制(variable structure compact format model free adaptive control， VSCF-MFAC)方法。与仅有时变积分项的CF-MFAC方法相比，该方法设计了具有时变比例项和时变自适应积分项的变结构自适应控制律，基于压缩影射原理证明了所设计VSCF-MFAC系统的稳定性。实验结果表明，相比常规CF-MFAC方法，VSCF-MFAC方法提高了系统快速性，俯仰角的角度和角速度上升时间分别缩短71.2%和57.8%；恢复时间分别减少37.5%和38.1%，当双轮腿机器人存在模型误差时具有良好的鲁棒性。

关键词：双轮腿机器人数据驱动变结构紧格式无模型自适应控制稳定性证明

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采用神经网络的双吊车自适应防摆控制

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自动化学报 2023年第1期49卷 111-121页

作者：文天赐方勇纯卢彪南开大学机器人与信息自动化研究所天津300350 南开大学智能技术与机器人系统研究院深圳518083

由于工业实践对运输能力提出了更高的要求,双吊车的应用日益广泛.然而其动力学模型非线性很强,因此控制器结构十分复杂.另一方面,大型货物的摆动很难抑制,这给双吊车的自动化带来了巨大的挑战.为了处理以上问题,首先,采用神经网络准确... 详细信息

由于工业实践对运输能力提出了更高的要求,双吊车的应用日益广泛.然而其动力学模型非线性很强,因此控制器结构十分复杂.另一方面,大型货物的摆动很难抑制,这给双吊车的自动化带来了巨大的挑战.为了处理以上问题,首先,采用神经网络准确地估计了系统的模型,在此基础上提出了一种自适应防摆控制方法,很好地实现了双吊车系统的防摆控制;然后,采用李雅普诺夫方法,严格地证明了系统在平衡点的渐近稳定性;最后,通过大量的实验结果,验证了该方法具有良好的性能.

关键词：防摆控制双吊车自适应控制神经网络欠驱动系统

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不同阻尼比下俯仰运动轨迹对半主动扑翼捕能特性的影响

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太阳能学报 2022年第9期43卷 321-330页

作者：张加诚朱建阳潘艳桥朱名康田长斌武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081

基于不同俯仰运动轨迹俯仰角的有效值和平均值相同的原则,运用数值计算的方法研究俯仰运动轨迹和阻尼比变化对半主动扑翼捕能特性的影响。结果表明俯仰运动轨迹对半主动扑翼捕能性能的影响与系统阻尼比相关,当阻尼比分别为2和4时,采用... 详细信息

基于不同俯仰运动轨迹俯仰角的有效值和平均值相同的原则,运用数值计算的方法研究俯仰运动轨迹和阻尼比变化对半主动扑翼捕能特性的影响。结果表明俯仰运动轨迹对半主动扑翼捕能性能的影响与系统阻尼比相关,当阻尼比分别为2和4时,采用正弦俯仰轨迹的半主动扑翼在捕能功率和捕能效率方面均优于采用其他轨迹的扑翼,对比梯形轨迹扑翼,阻尼比为2的正弦俯仰轨迹扑翼效率增加7.96%。而当阻尼比为1时,采用三角俯仰运动轨迹扑翼具有最大的捕能效率。通过对不同半主动扑翼的流场分析发现,运动轨迹和阻尼比可改变扑翼前缘涡的涡流强度和涡流脱落形成时间,从而影响扑翼的捕能性能。

关键词：轨迹捕能涡流阻尼比半主动扑翼

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考虑迟滞和传感器测量误差的气动柔顺打磨装置自适应控制

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控制理论与应用 2025年

作者：吴庆祥何春辉刁淑贞孙宁南开大学人工智能学院机器人与信息自动化研究所南开大学深圳研究院智能技术与机器人系统研究院

气动打磨方式以其较好的柔顺性在航空航天、金属加工等领域得到广泛应用,然而,复杂的迟滞非线性使气动柔顺装置的精准打磨力控制充满挑战.此外,打磨作业环境温度多变、机械振动等因素极易导致传感器测量误差,导致系统控制精度降低.针对... 详细信息

气动打磨方式以其较好的柔顺性在航空航天、金属加工等领域得到广泛应用,然而,复杂的迟滞非线性使气动柔顺装置的精准打磨力控制充满挑战.此外,打磨作业环境温度多变、机械振动等因素极易导致传感器测量误差,导致系统控制精度降低.针对上述问题,本文提出了一种“迟滞建模+自适应控制”的框架,在提高打磨精度的同时,实现对传感器测量误差和气动柔顺打磨装置迟滞等问题的有效处理.具体来说,首先,考虑气动柔顺打磨装置迟滞非线性,分别建立基于不对称Prandtl–Ishlinskii算子和逆乘法结构的迟滞模型和逆模型.基于此,提出一种基于动态面的自适应控制方法,通过引入一阶滤波器避免微分求导导致测量误差放大的问题,并利用自适应律实现对未知参数的有效处理.此外,利用李雅普诺夫分析方法证明了系统的稳定性.最后,通过自建气动柔顺打磨装置实验平台验证了所建立迟滞逆模型和所提控制方法的有效性.

关键词：气动柔顺打磨迟滞建模迟滞逆模型传感器测量误差自适应控制

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多自由度机器人自适应滑模迭代学习跟踪控制

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控制与决策 2024年第6期39卷 1819-1828页

作者：张程琳桑文闯孙宁邱泽昊吴庆祥方勇纯中国飞机强度研究所西安710065 南开大学人工智能学院天津300350 南开大学深圳研究院智能技术与机器人系统研究院广东深圳518083

机械臂可代替人工完成繁重工作、降低生产风险、提高生产效率,被广泛应用于制造业和生产业中.工业生产的高质量需求对机械臂的操作精度提出了较高要求,考虑有色金属工厂中铸锭打磨的应用场景,该任务的作业轨迹均具有较强重复性.此外,实... 详细信息

机械臂可代替人工完成繁重工作、降低生产风险、提高生产效率,被广泛应用于制造业和生产业中.工业生产的高质量需求对机械臂的操作精度提出了较高要求,考虑有色金属工厂中铸锭打磨的应用场景,该任务的作业轨迹均具有较强重复性.此外,实际应用环境复杂,存在如环境干扰及系统参数变化等多种不确定性,固定的控制参数难以保证系统持续稳定运行.基于上述考虑,针对多自由度机械臂系统,设计一种自适应滑模迭代学习跟踪控制方法,控制器包含参数自整定的比例-微分项、基于滑模的符号函数项和上一次迭代的控制输入,其中PD项的控制参数通过模糊逻辑系统实时调整,在保证控制系统正常运行的情况下提高系统的鲁棒性.同时,在理论上证明迭代域闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性.最后通过仿真验证所提出控制方法的有效性和鲁棒性.

关键词：多自由度机械臂迭代学习控制滑模控制模糊自适应控制参数自整定轨迹跟踪控制

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