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平面2R欠驱动机器人的轨迹规划与控制

中国机械工程 2007年第24期18卷 2899-2902页

作者：刘庆波余跃庆北京工业大学北京100022

以含有一个主动关节的平面2R欠驱动机器人为研究对象,对此类欠驱动系统的轨迹规划问题进行了研究。首先建立了系统的动力学模型,采用时间尺度方法实现了主动和被动关节点到点的轨迹规划,然后引入滑模控制方法进行反馈控制,使被控系统收... 详细信息

以含有一个主动关节的平面2R欠驱动机器人为研究对象,对此类欠驱动系统的轨迹规划问题进行了研究。首先建立了系统的动力学模型,采用时间尺度方法实现了主动和被动关节点到点的轨迹规划,然后引入滑模控制方法进行反馈控制,使被控系统收敛到给定的规划曲面上,克服了非完整系统不存在光滑状态反馈控制律使系统镇定的缺点。数值仿真结果验证了方法的有效性,为欠驱动系统的轨迹规划与控制提供了一种有效的途径。

关键词：欠驱动轨迹规划非完整系统滑模控制

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水平运动的三自由度欠驱动机器人的位置控制

机器人 2010年第6期32卷 741-748页

作者：任志全余跃庆周军北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

以水平运动的三自由度欠驱动机器人为研究对象,对其位置控制问题进行研究.基于分层控制思想提出一种模糊控制系统,将欠驱动机器人末端位置控制问题进行分解,末端位置由主动关节的旋转与被动关节的伸展或收缩组成.第1关节按照规划的曲线... 详细信息

以水平运动的三自由度欠驱动机器人为研究对象,对其位置控制问题进行研究.基于分层控制思想提出一种模糊控制系统,将欠驱动机器人末端位置控制问题进行分解,末端位置由主动关节的旋转与被动关节的伸展或收缩组成.第1关节按照规划的曲线运动,第2关节和第3关节通过动力学耦合作用运动到期望位置.主动关节2的控制力矩或控制电压通过对模糊逻辑控制器的输出量进行加权求和得到.采用该控制原理,通过数值仿真和实验实现了3R欠驱动机器人在操作空间中末端点到点的位置控制.

关键词：欠驱动机器人位置控制模糊理论摩擦动力学耦合

基于可控性和全局性的空间柔性机器人驱动力矩自运动规划策略

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中国机械工程 2005年第15期16卷 1369-1373页

作者：张绪平余跃庆北京工业大学北京100022

提出了一种有利于控制实施并具有全局性的自运动动力规划方法,优化了柔性机器人关节驱动力矩。在保证机器人实现预定运动轨迹的条件下,利用机器人的冗余度,通过优化机器人各关节自运动,尽可能地同时降低机器人的关节驱动力矩和末端的弹... 详细信息

提出了一种有利于控制实施并具有全局性的自运动动力规划方法,优化了柔性机器人关节驱动力矩。在保证机器人实现预定运动轨迹的条件下,利用机器人的冗余度,通过优化机器人各关节自运动,尽可能地同时降低机器人的关节驱动力矩和末端的弹性变形的运动误差。通过对一空间4R柔性机器人的数值仿真验证了这一方法的有效性。

关键词：弹性变形冗余度机器人驱动力矩自运动

基于神经网络的机器人运动模型辨识及其实验研究

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控制与决策 2003年第5期18卷 550-554,572页

作者：姜春福余跃庆刘迎春北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100022

针对机器人建模中不确定因素的影响,采用神经网络辨识机器人输入输出间的非线性关系,建立机器人的运动学模型。为了提高神经网络的辨识速度,基于Elman动态递归网络,通过增加网络输入输出的部分信息,提出一种新的动态神经网络结构——状... 详细信息

针对机器人建模中不确定因素的影响,采用神经网络辨识机器人输入输出间的非线性关系,建立机器人的运动学模型。为了提高神经网络的辨识速度,基于Elman动态递归网络,通过增加网络输入输出的部分信息,提出一种新的动态神经网络结构——状态延迟输入动态递归神经网络(SDIDRNN),提高了网络的学习速度和稳态精度。以PowerCubeTM模块化机器人为研究对象,把根据机器人返回的关节位置信息和利用OPTOTRAK3020三维运动测量系统测得的机器人末端位置信息作为SDIDRNN的学习样本,对包含各种影响因素的机器人运动模型进行辨识,得到了满意的结果,说明了该神经网络的优越性。

关键词：机器人神经网络辨识

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复合载荷作用下柔顺机构的PR伪刚体新模型

机械工程学报 2013年第15期49卷 9-14页

作者：余跃庆徐齐平周鹏北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

基于伪刚体模型,综合考虑平面柔顺机构中柔性杆件的横向变形和轴向变形影响,提出具有移动副的两自由度伪刚体新模型。分别用移动副和转动副描述柔顺杆件的轴向位移和横向位移,模拟末端受力和力矩复合载荷作用时柔顺杆的变形,建立平面柔... 详细信息

基于伪刚体模型,综合考虑平面柔顺机构中柔性杆件的横向变形和轴向变形影响,提出具有移动副的两自由度伪刚体新模型。分别用移动副和转动副描述柔顺杆件的轴向位移和横向位移,模拟末端受力和力矩复合载荷作用时柔顺杆的变形,建立平面柔顺机构的PR伪刚体模型,通过三维搜索得出了模型的最优特征半径系数,应用线性回归方法得到了模型的刚度系数。通过与1R、2R伪刚体模型以及柔顺杆的数值算例对比,说明了PR伪刚体模型的优越性。

关键词：柔顺机构伪刚体模型移动副复合载荷

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柔性机器人的动态应力计算及疲劳特性分析

中国机械工程 2007年第24期18卷 2985-2989页

作者：杜兆才余跃庆北京工业大学北京100022

为了描述柔性机器人的动态应力状况和疲劳特性,将柔性机器人的动态应力计算与疲劳特性分析相结合,形成一种柔性机器人动态应力疲劳分析方法。分析了柔性机器人杆件的弹性变形与弹性位移的关系,计算了杆件的弹性变形及动态应力,通过计算... 详细信息

为了描述柔性机器人的动态应力状况和疲劳特性,将柔性机器人的动态应力计算与疲劳特性分析相结合,形成一种柔性机器人动态应力疲劳分析方法。分析了柔性机器人杆件的弹性变形与弹性位移的关系,计算了杆件的弹性变形及动态应力,通过计算杆件动态应力造成的疲劳损伤,预测其疲劳寿命,并根据疲劳强度计算杆件的工作安全系数。以柔性平面3-RRR并联机器人为例,说明杆件的动态应力计算和疲劳特性分析对动力学分析和设计的重要意义。

关键词：柔性机器人弹性变形弹性位移动态应力疲劳损伤疲劳寿命

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基于模糊控制的2R欠驱动机器人位置控制

机械工程学报 2008年第1期44卷 144-149,154页

作者：方道星余跃庆陈炜北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100022

基于模糊控制理论,研究2R欠驱动机器人关节的位置控制问题。在被动关节附加电磁制动器以控制关节间的耦合状态。根据电磁制动器的工作状态,将欠驱动机器人的位置控制分为两个阶段。第一阶段,制动器解锁,利用被动关节加速度与驱动关节转... 详细信息

基于模糊控制理论,研究2R欠驱动机器人关节的位置控制问题。在被动关节附加电磁制动器以控制关节间的耦合状态。根据电磁制动器的工作状态,将欠驱动机器人的位置控制分为两个阶段。第一阶段,制动器解锁,利用被动关节加速度与驱动关节转矩间的动力学耦合效应,间接控制被动关节沿预定轨迹运动到预定位置,同时总结模糊控制规则,设计用于控制被动关节运动的模糊控制器。第二阶段,制动器锁定,然后驱动关节运动到预定位置。设计并搭建了基于可编程多轴运动控制卡的试验控制系统。最后通过试验成功实现2R欠驱动机器人关节的位置控制。试验数据表明,模糊控制方法对于机器人被动关节具有较高的位置控制精度,鲁棒性良好,并且不依赖于机器人动力学模型,实时控制的计算量小,体现出智能控制的优越性。

关键词：欠驱动机器人模糊控制位置控制控制系统

基于遗传算法的欠驱动机器人避障规划与轨迹跟踪

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北京工业大学学报 2009年第4期35卷 433-438页

作者：刘庆波余跃庆苏丽颖北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 航天科工惯性技术有限公司北京100074

对平面欠驱动机器人的避障运动规划与轨迹跟踪问题进行了研究,提出部分稳定规划器切换的新方法,通过部分规划器的切换实现欠驱动机器人系统的运动规划任务.在制定切换规则方面利用遗传算法进行自寻优,得到最优切换规则,对含有约束的非... 详细信息

对平面欠驱动机器人的避障运动规划与轨迹跟踪问题进行了研究,提出部分稳定规划器切换的新方法,通过部分规划器的切换实现欠驱动机器人系统的运动规划任务.在制定切换规则方面利用遗传算法进行自寻优,得到最优切换规则,对含有约束的非线性规划问题,采用罚函数法在适应度函数中添加惩罚项,转化为无约束优化问题.以平面3R欠驱动机器人为例进行了数值仿真,验证了方法的有效性.

关键词：非完整运动规划避障轨迹跟踪遗传算法

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三维平动球平台机器人的位置与工作空间分析

中国机械工程 2006年第6期17卷 574-577页

作者：金振林余跃庆北京工业大学

提出一种新颖的三维平动球平台机器人并分析其位置与工作空间问题。该新型机器人是DELTA机器人的一种变异形式,结合其结构布局特点,建立了其位置正反解方程式,分析其工作空间及其影响因素,为其设计和实用化提供理论依据。该新型机器人... 详细信息

提出一种新颖的三维平动球平台机器人并分析其位置与工作空间问题。该新型机器人是DELTA机器人的一种变异形式,结合其结构布局特点,建立了其位置正反解方程式,分析其工作空间及其影响因素,为其设计和实用化提供理论依据。该新型机器人运动平台无过约束,在三维平动微动机器人、并联机床和振动环境模拟台等领域有广阔的应用前景。

关键词：三维平动并联机器人球平台机器人位置分析工作空间