检索结果-内蒙古大学图书馆

激光杂志 2020年第1期41卷 39-44页

作者：刘琛袁小芳田争鸣王浩然湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

针对高速与高精度场景下芯片缺陷检测实时性和准确性难以同时保证的问题,提出一种基于方位环境特征的点模式匹配定位算法(Azimuth Environment Feature Vector-Based Point Pattern Matching Localization Algorithm,AEF-PPMLA),提升检测的实时性、准确性和易用性。该算法含两个部分:方位环境特征向量计算方法(Azimuthal Environment Feature Vector Calculator Method,AEF-VCM)和相似度计算方法 (Matching Degree Calculator Method,MDCM)。AEF-VCM对芯片的方位环境特征进行向量描述,减少点匹配的计算量,提高检测的实时性;MDCM采用卡方检验算法来度量特征向量的相似度,提高检测的准确度。实验部分验证算法的定位精度、耗时以及缺陷识别的准确率,结果表明所提出的AEF-PPMLA能够快速准确定位芯片并识别引脚缺陷,满足高质量生产需要。

关键词：机器视觉缺陷检测芯片定位点模式匹配方位环境特征

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异型曲面加工机器人自适应NDO控制

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计算机工程与应用 2020年第12期56卷 256-264页

作者：张煜王耀南贾林湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

针对异型曲面打磨机器人中摩擦导致的加工精度降低的问题,提出了一种改进的非线性干扰观测器对其进行观测和补偿。建立了高精度工业机械臂的动力学模型,基于该模型设计非线性干扰观测器并应用李雅普诺夫函数稳定性理论给出了系统的稳定... 详细信息

针对异型曲面打磨机器人中摩擦导致的加工精度降低的问题,提出了一种改进的非线性干扰观测器对其进行观测和补偿。建立了高精度工业机械臂的动力学模型,基于该模型设计非线性干扰观测器并应用李雅普诺夫函数稳定性理论给出了系统的稳定性分析。引入典型摩擦模型,利用观测器估计不可测的内部摩擦状态,并将估计值用于PD控制器中摩擦补偿部分。经过仿真以及实验验证,对比实验结果表明该观测器可以使系统的控制精度大幅提高,降低了仿真实验的跟踪误差,实验平台的控制精度提高了30%以上,能很好地补偿双关节机械手的摩擦力,更好地跟踪关节位置。

关键词：摩擦模型非线性干扰观测器曲面加工机器人 PD控制器

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基于多目标和声搜索优化SVM的伺服电机滚动轴承性能退化评估

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机床与液压 2020年第16期48卷 176-181页

作者：王浩然袁小芳田争鸣刘琛湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082

针对传统的支持向量机(SVM)算法参数往往根据经验设定,难以建立最优模型以准确地检测出伺服电机滚动轴承早期故障的问题,研究一种基于多目标和声搜索优化SVM的伺服电机滚动轴承性能退化评估方法。首先提取轴承振动信号的时域、时频域特... 详细信息

针对传统的支持向量机(SVM)算法参数往往根据经验设定,难以建立最优模型以准确地检测出伺服电机滚动轴承早期故障的问题,研究一种基于多目标和声搜索优化SVM的伺服电机滚动轴承性能退化评估方法。首先提取轴承振动信号的时域、时频域特征作为原始特征集,采用堆叠稀疏自编码器对原始特征集进行更深层次的特征提取,得到最终的特征向量。之后以轴承退化曲线的趋势性和单调性作为适应度函数,采用多目标和声搜索算法对SVM的参数进行优化,建立最优评估模型,得到轴承的性能退化指标。实验结果表明:该方法能准确地检测出轴承的早期故障,相比于传统的轴承SVM性能退化评估方法具备更好的趋势性和单调性。

关键词：多目标和声搜索优化算法稀疏自编码器支持向量机滚动轴承

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基于和声搜索算法与模糊层次分析法的交流伺服系统综合性能评估研究

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机床与液压 2020年第16期48卷 78-83,89页

作者：田争鸣袁小芳王浩然黄国明湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082

针对交流伺服系统的综合性能难以定量评估的问题,提出一种基于和声搜索算法与模糊层次分析法的交流伺服系统综合性能评估方法。根据交流伺服系统控制性能与电机本体设计两方面的指标,采用模糊层次分析法,构造模糊判断矩阵;将模糊判断矩... 详细信息

针对交流伺服系统的综合性能难以定量评估的问题,提出一种基于和声搜索算法与模糊层次分析法的交流伺服系统综合性能评估方法。根据交流伺服系统控制性能与电机本体设计两方面的指标,采用模糊层次分析法,构造模糊判断矩阵;将模糊判断矩阵的一致性检验与元素值修正难题转化为非线性约束问题,并利用和声搜索算法求解,得到交流伺服系统综合性能指标权重值;采用模糊逻辑将不同量纲的性能指标值进行归一化,并通过对归一化后的性能指标值进行加权计算,定量评估交流伺服系统综合性能;采用MATLAB仿真,将定性问题用统一的标准模型进行定量评估。结果表明,所提出算法能对交流伺服系统进行定量的综合性能评估。

关键词：交流伺服系统性能评估模糊层次分析法和声搜索算法

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自由曲面打磨机器人非奇异终端滑模阻抗控制

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电子测量与仪器学报 2020年第5期32卷 89-96页

作者：贾林王耀南何静袁小芳唐永鹏刘晨湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082 湖南工业大学电气与信息工程学院株洲421000

针对传统控制方法难以实现对复杂曲面高精度打磨问题,在笛卡尔坐标系下设计了基于非奇异终端滑模的复杂曲面打磨机器人阻抗控制方法。该方法首先根据系统的阻抗模型参数,将设定的打磨轨迹转化为机器人末端可执行的阻抗轨迹,然后设计了... 详细信息

针对传统控制方法难以实现对复杂曲面高精度打磨问题,在笛卡尔坐标系下设计了基于非奇异终端滑模的复杂曲面打磨机器人阻抗控制方法。该方法首先根据系统的阻抗模型参数,将设定的打磨轨迹转化为机器人末端可执行的阻抗轨迹,然后设计了基于非奇异终端滑模的控制方法对该阻抗轨迹进行跟踪。对于滑模控制的抖振问题,采用指数趋近律对其进行削弱。基于Lyapunov理论对系统的稳定性进行了证明,仿真和缸体打磨实验结果显示,该方法能够在有限的时间内达到收敛状态且避免了控制奇异的现象,提高了控制系统的鲁棒性和精度。

关键词：自由曲面打磨机器人非奇异终端滑模阻抗控制

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复杂曲面机器人三维测量的误配准筛除算法

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仪器仪表学报 2019年第3期40卷 85-92页

作者：田吉委王耀南毛建旭吴昊天姚盼盼湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

航空叶片属于复杂异形曲面,作为航天发动机的重要零件之一,其形状结构的高精度检测必不可少。复杂异形曲面由于其边缘曲率复杂,使得目前的点云配准技术尚无法满足其高精度配准需求,针对航空发动机叶片复杂异形曲面高精度配准的要求,提... 详细信息

航空叶片属于复杂异形曲面,作为航天发动机的重要零件之一,其形状结构的高精度检测必不可少。复杂异形曲面由于其边缘曲率复杂,使得目前的点云配准技术尚无法满足其高精度配准需求,针对航空发动机叶片复杂异形曲面高精度配准的要求,提出了基于多尺度描述子的空间角度差分阈值筛除误配准对的配准算法,创新性的通过多尺度特征与空间角度差分阈值筛除算法相结合的方法实现高精度的异形曲面配准。该方法可以有效降低误匹配点和噪声点对配准效果的影响。实验表明,本算法对于航空叶片复杂异形曲面具有很好的配准效果,配准精度高,且具有良好的鲁棒性。

关键词：点云配准多尺度描述子误配准筛除复杂异形曲面

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基于视觉的移动机器人目标跟踪方法

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仪器仪表学报 2019年第1期40卷 227-235页

作者：余铎王耀南毛建旭郑海华周显恩湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

为实现对行人目标进行快速稳定地跟踪并简化机器人系统,提出一种快速判别尺度空间相关滤波目标跟踪算法(fDSST)与卡尔曼滤波结合的跟踪方法,解决了跟踪过程中因遮挡造成的目标坐标信息丢失问题。根据相关滤波响应图的震荡剧烈程度设置... 详细信息

为实现对行人目标进行快速稳定地跟踪并简化机器人系统,提出一种快速判别尺度空间相关滤波目标跟踪算法(fDSST)与卡尔曼滤波结合的跟踪方法,解决了跟踪过程中因遮挡造成的目标坐标信息丢失问题。根据相关滤波响应图的震荡剧烈程度设置遮挡判断标准,利用遮挡判断标准实现fDSST跟踪算法与卡尔曼滤波算法的切换,持续输出目标的位置坐标信息,提升了算法的鲁棒性。移动机器人根据视觉跟踪算法提供的图像坐标,利用基于图像的伺服控制策略完成对目标的跟随任务,简化了移动机器人系统结构。最后将该方法在OTB2013测试集上和移动机器人中进行实验,实验结果表明,该方法对于目标遮挡及尺度变化具有较强的鲁棒性和准确性,同时满足实时性要求。

关键词：移动机器人机器视觉目标跟踪快速判别尺度空间相关滤波目标跟踪算法卡尔曼滤波

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无人机3D航迹规划及动态避障算法研究

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仪器仪表学报 2019年第12期40卷 224-233页

作者：谭建豪马小萍李希湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

规划一条高时效且低代价的三维(3D)航行轨迹,成为目前无人机广泛应用亟须解决的问题。针对蚁群算法在航迹规划中出现的航迹长度和平滑性不足问题,通过改进蚁群系统中的节点移动规则、构造多重启发信息并结合粒子群优化算法的全局搜索能... 详细信息

规划一条高时效且低代价的三维(3D)航行轨迹,成为目前无人机广泛应用亟须解决的问题。针对蚁群算法在航迹规划中出现的航迹长度和平滑性不足问题,通过改进蚁群系统中的节点移动规则、构造多重启发信息并结合粒子群优化算法的全局搜索能力,提出了蚁群粒子群融合算法。同时,就飞行航迹中出现的动态避障问题和目标点变化问题,提出了改进生物启发神经动力学模型算法,该算法针对3D静态最优航迹中出现的障碍物和目标点变化,实现了局部在线航迹调整。实验仿真结果表明,蚁群粒子群融合算法能在3D静态环境中规划出一条期望航迹。同时,改进生物启发神经动力学模型算法不仅能对突发障碍动态避障,还能对动态目标点变化实时跟踪。

关键词：三维蚁群粒子群融合算法航迹规划改进的生物启发神经动力学模型算法

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复杂异形曲面自动建模图像矩视觉伺服定位控制

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机械工程学报 2019年第14期55卷 169-177页

作者：彭伟星王耀南曾凯吴昊天湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南大学机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

异形曲面目标的表面深度信息无法进行参数化表示,是难以建立矩特征交互矩阵的主要原因。提出一种利用目标轮廓深度信息直接构建矩特征交互矩阵的新方法,推导出传统图像矩交互矩阵的非参数化形式。考虑到传统矩特征视觉伺服定位过程的响... 详细信息

异形曲面目标的表面深度信息无法进行参数化表示,是难以建立矩特征交互矩阵的主要原因。提出一种利用目标轮廓深度信息直接构建矩特征交互矩阵的新方法,推导出传统图像矩交互矩阵的非参数化形式。考虑到传统矩特征视觉伺服定位过程的响应速度慢、收敛范围小,设计一种新型的深度矩作为视觉伺服的图像特征,并推导出其非参数化交互矩阵。采用最速下降法设计视觉伺服控制器,分析并比较两种矩特征视觉伺服控制方法在异形曲面定位过程的动态性能。结果表明,非参数化形式的传统矩交互矩阵和深度矩交互矩阵均有效,两种控制方法在初始偏差较小时是渐近稳定的。提出的深度矩视觉伺服方法与传统的矩特征视觉伺服相比,较为明显地改善了收敛速度和收敛范围。

关键词：复杂异形曲面自动建模图像矩视觉伺服定位控制

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基于自适应RBFNN噪声估计的自抗扰控制在姿态控制中的应用

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机器人 2019年第1期41卷 9-18页

作者：李希谭建豪湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082

针对旋翼飞行多关节机械臂内部参数不确定性、外部环境和自身机械臂规划运动对飞行平台的干扰问题设计了一种姿态控制方法.首先将跟踪微分器作为期望姿态角的过渡过程,利用自适应RBFNN(径向基函数神经网络)算法对旋翼飞行多关节机械臂... 详细信息

针对旋翼飞行多关节机械臂内部参数不确定性、外部环境和自身机械臂规划运动对飞行平台的干扰问题设计了一种姿态控制方法.首先将跟踪微分器作为期望姿态角的过渡过程,利用自适应RBFNN(径向基函数神经网络)算法对旋翼飞行多关节机械臂内、外部干扰进行逼近估计并实时补偿.然后采用非线性状态误差反馈控制来实现旋翼飞行多关节机械臂的姿态跟踪控制,并利用李亚普诺夫函数进行稳定性分析.最后,在仿真平台上实现该算法,将其仿真结果分别与PID(比例-积分-微分)控制、传统自抗扰控制(ARDC)进行比较分析.并且在实际旋翼飞行多关节机械臂系统上进行了实验,在0.4 s之内三轴姿态角可从0快速跟踪到0.6 rad且无超调.该算法对各通道的扰动有较强的抗干扰性,对系统参数有较强的鲁棒性,并且明显优于ARDC和PID算法.结果说明该算法能有效地解决系统不确定性干扰问题以实现姿态角的准确、快速跟踪.

关键词：旋翼飞行多关节机械臂姿态控制干扰自适应RBFNN 自抗扰控制

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