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基于MAS理论的模块化工业机器人控制策略研究

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基于MAS理论的模块化工业机器人控制策略研究

作者：黄金梭浙江大学

学位级别：硕士

模块化静态可重组工业机器人是一种结构特点鲜明的柔性工业机器人,具有机构简单、多功能、高稳定性和高性价比等优点,它是工业机器人在企业生产中得以推广和普及的一个发展方向。本文研究的任务是设计一个模块化静态可重组工业机器人的... 详细信息

模块化静态可重组工业机器人是一种结构特点鲜明的柔性工业机器人,具有机构简单、多功能、高稳定性和高性价比等优点,它是工业机器人在企业生产中得以推广和普及的一个发展方向。本文研究的任务是设计一个模块化静态可重组工业机器人的控制系统结构,根据模块化工业机器人的结构特点及其对控制系统的要求,模仿“分布式控制系统”的构建方法,结合主从控制系统的优点,设计了低成本、适合于模块化静态可重组工业机器人机构特点的控制系统。本文首先阐述了模块化工业机器人的特点及其研究的重要性,介绍了与模块化工业机器人技术领域相关的可重构技术,并分析了这些技术用于模块化工业机器人时存在的缺点,基于此提出了本文的研究内容:建立低成本而又不失技术水平的模块化工业机器人控制系统模块。其次,学习研究了Agent和MAS理论的相关概念、特点和组织结构,并详细分析了模块化工业机器人的结构特点及其对控制系统的要求,在此基础上提出了新的适合模块化工业机器人的多Agent体系框架（即MAS体系结构）与描述。然后结合工程实际,深入地研究了MAS体系结构中各个组成部分的结构和工作过程。最后,根据控制系统的设计方案,搭建了控制器的硬件系统和设计了软件流程图。模块化静态可重组工业机器人控制系统设计的实现为工业机器人的进一步研究拓展了思路,也为工业机器人今后在企业生产中的广泛应用起了很大的推动作用,通过这次课题的研究为今后的工作积累了许多宝贵的经验。

关键词： MAS 模块化工业机器人控制策略

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基于视觉和工业机器人的动态抓取技术

包装工程 2019年第11期40卷 177-182页

作者：黄金梭沈正华浙江省轻工机械科技创新服务平台温州325035 温州职业技术学院温州325035

目的针对传送带输送产品过程中,机器人动态抓取产品的位姿数据计算问题,提出一整套基于智能相机和编码器检测的位姿数据计算方法。方法首先搭建一套相机检测和机器人动态抓取系统模型,介绍抓取系统的构成及其工作过程;其次,为抓取系统... 详细信息

目的针对传送带输送产品过程中,机器人动态抓取产品的位姿数据计算问题,提出一整套基于智能相机和编码器检测的位姿数据计算方法。方法首先搭建一套相机检测和机器人动态抓取系统模型,介绍抓取系统的构成及其工作过程;其次,为抓取系统创建各个坐标系,详细介绍各个坐标系间的变换关系、矩阵模型及需要标定的量;再次,设计标定量的测算过程和计算公式;最后,搭建以三菱工业机器人、欧姆龙智能相机及编码器等核心部件为主的实验样机,对上述位姿数据计算方法进行测试和验证。结果实验结果表明,产品位姿数据的计算值与实测值之间的误差低于0.4mm。结论基于视觉和编码器检测的机器人动态抓取精度符合工程应用要求。

关键词：视觉机器人动态抓取坐标系

基于改进NSGA-Ⅱ的无纺布制袋机纠偏系统预测控制

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包装工程 2018年第13期39卷 176-180页

作者：沈正华黄金梭温州职业技术学院温州325035

目的解决无纺布制袋机在制袋过程中出现的带材跑偏问题,实现四路带材的纠偏控制,减少废品率,以提高控制精度和生产效率。方法针对某厂无纺布制袋机运行的特点,采用一种基于改进NSGA-Ⅱ的预测控制算法,用于该机器的纠偏控制。由于系统为... 详细信息

目的解决无纺布制袋机在制袋过程中出现的带材跑偏问题,实现四路带材的纠偏控制,减少废品率,以提高控制精度和生产效率。方法针对某厂无纺布制袋机运行的特点,采用一种基于改进NSGA-Ⅱ的预测控制算法,用于该机器的纠偏控制。由于系统为非线性,采用支持向量机SVM模型作为被控对象来预测模型。同时,针对模型非线性及基本遗传算法收敛速度慢、精度低等缺点,利用一种改进的NSGA-Ⅱ算法,作为预测控制的滚动优化策略。最后将设计的预测控制器应用于实际系统中。结果该控制算法能满足系统实时稳定运行的要求,制袋机在快速运行时,纠偏误差基本控制在±0.3 mm以内,废品率由原来的0.80%降为0.40%。结论基于改进NSGA-Ⅱ的无纺布制袋机纠偏预测控制系统具有纠偏误差小、废品率低、可靠性强等特点,提高了生产效率。

关键词：改进NSGA-Ⅱ 预测控制纠偏控制

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基于可重组技术的机械手控制系统设计

组合机床与自动化加工技术 2018年第10期 85-88,92页

作者：黄金梭沈正华温州职业技术学院浙江温州325035

针对机械手PLC控制系统的传统开发方法中存在任务无法重组的问题,提出了通过可视化编程界面对PLC控制逻辑进行二次重组的方法。首先,设计了一套机械手控制逻辑二次重组的系统框架,详细描述了重组的原理与实施路径;其次,按照上述设计思路... 详细信息

针对机械手PLC控制系统的传统开发方法中存在任务无法重组的问题,提出了通过可视化编程界面对PLC控制逻辑进行二次重组的方法。首先,设计了一套机械手控制逻辑二次重组的系统框架,详细描述了重组的原理与实施路径;其次,按照上述设计思路,设计了上位机软件系统的总体框架;再次,详细介绍了下位机进行程序数据解析和逻辑再现的过程与方法;最后,以三自由度直交坐标机械手为控制对象,对控制系统的重组功能进行了验证和调试。实验结果表明,通过上位机任务重组界面的简单操作,即可实现机械手作业的定义,大大降低了对操作者专业素养的依赖性,创新了机械手PLC控制系统的开发方法。

关键词：任务重组机械手控制系统

模糊PID控制在复合纸板分切机速度控制中的应用

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包装工程 2014年第9期35卷 80-84页

作者：苏绍兴黄金梭温州职业技术学院浙江省温州轻工机械科技创新服务平台温州325035

目的为了实现在高强度复合纸板生产过程中对分切机输送速度的精确控制,以提高纸板的整体强度和生产效率,研究电机速度控制的方法。方法介绍高强度复合纸板的制作工艺流程,并围绕分切机中驱动电机的速度控制进行硬件系统设计,采用PID控... 详细信息

目的为了实现在高强度复合纸板生产过程中对分切机输送速度的精确控制,以提高纸板的整体强度和生产效率,研究电机速度控制的方法。方法介绍高强度复合纸板的制作工艺流程,并围绕分切机中驱动电机的速度控制进行硬件系统设计,采用PID控制和模糊控制的复合嵌套控制方法,设计一套参数自整定的模糊PID速度控制系统,并进行系统仿真。结果模糊PID控制系统的超调量小于5%,调节时间比传统PID控制方法缩短30%以上,调节后期的振荡基本消除。结论模糊PID的复合嵌套控制方法具有超调很小、响应速度快等优越性,改善了系统的动态性能,增强了系统的抗干扰能力。

关键词：速度控制系统模糊PID 复合纸板

基于机器视觉的六面外观检测与分拣系统的设计与实现

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工业仪表与自动化装置 2022年第2期 36-41,45页

作者：沈正华黄金梭仇文奎温州职业技术学院浙江温州325035

为了实现产品六面外观检测并剔除不合格品的自动化作业问题,设计了一种基于机器视觉的六面外观检测与分拣系统。首先,初步构思了一套检测与分拣系统整体方案,并设计了一种高速平移搬运机械臂;其次,详细分析、计算了视觉检测参数,设计了... 详细信息

为了实现产品六面外观检测并剔除不合格品的自动化作业问题,设计了一种基于机器视觉的六面外观检测与分拣系统。首先,初步构思了一套检测与分拣系统整体方案,并设计了一种高速平移搬运机械臂;其次,详细分析、计算了视觉检测参数,设计了一整套可实现6自由度调整的视觉安装机构,并给出了视觉检测程序的工作流程及若干图像处理方法;再次,介绍了一检单元的主控流程;最后,制作了一台样机,用以验证分拣系统的科学性和准确性。测试结果表面,系统运行稳定,外观检测准确,提高了外观分拣作业的自动化程度。

关键词：机器视觉六面外观自动化

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基于PC机的PLC资源管理系统设计与实现

组合机床与自动化加工技术 2013年第4期 89-92页

作者：黄金梭沈正华温州职业技术学院电气电子工程系浙江温州325035

针对PLC与外界信息交互性差及其监控系统开发中存在的成本高等问题,采用普通PC机作为开发平台和VB6.0作为开发工具,提出了一种较为通用的PLC资源管理系统框架及实现方法。详细分析了编程口通信协议,重点介绍了控制指令字符串的生成机制... 详细信息

针对PLC与外界信息交互性差及其监控系统开发中存在的成本高等问题,采用普通PC机作为开发平台和VB6.0作为开发工具,提出了一种较为通用的PLC资源管理系统框架及实现方法。详细分析了编程口通信协议,重点介绍了控制指令字符串的生成机制及VB程序开发过程中需要解决的关键函数。最后,通过该软件系统与FX2N-48MR PLC的联机测试对该框架进行了可行性和有效性的验证。实验表明,该系统运行稳定,可以实现对PLC的内部资源更直观、高效、快捷的管理。

关键词： PC机 PLC 资源管理设计

基于CDIO-EF的专创融合教学模式改革--以自动检测技术课程为例

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温州职业技术学院学报 2022年第3期22卷 49-53页

作者：沈正华黄金梭郑泽祥温州职业技术学院浙江温州325035

为培育具有新时代温州人精神的电气产业高素质创新型技术技能人才,提出了基于CDIO-EF的专业课程专创融合教学模式。以产业需求为导向,以产品生命周期为主线,以企业运营为载体,开展模拟企业实际的项目化教学,实现产教融合,产教同步。在... 详细信息

为培育具有新时代温州人精神的电气产业高素质创新型技术技能人才,提出了基于CDIO-EF的专业课程专创融合教学模式。以产业需求为导向,以产品生命周期为主线,以企业运营为载体,开展模拟企业实际的项目化教学,实现产教融合,产教同步。在专业教育基础上拓展双创教育,在双创教育中反哺专业教育。实践证明,基于CDIO-EF的专创融合教学模式,可有效提升学生的专业能力和双创能力,提高学生的就业竞争力和职场适应能力。

关键词： CDIO工程教育专创融合课程改革

基于Agent的多轴工业机器人控制逻辑重组

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机械设计 2011年第1期28卷 45-48页

作者：赵亮陈开强黄金梭浙江大学机械工程学系浙江杭州310027

文中研究的工业机器人采用PLC作为控制器,工作更加稳定。控制系统采用模块化组织的设计方法,控制上更加柔性化。通过简单地设置上位机参数,工业机器人在任务解耦、子任务调用和任务耦合Agent等的作用下,就可以改变动作特征,包括动作逻... 详细信息

文中研究的工业机器人采用PLC作为控制器,工作更加稳定。控制系统采用模块化组织的设计方法,控制上更加柔性化。通过简单地设置上位机参数,工业机器人在任务解耦、子任务调用和任务耦合Agent等的作用下,就可以改变动作特征,包括动作逻辑顺序、运动参数等,使得用户操作更加简单化,且提高企业生产效率。

关键词： Agent 工业机器人逻辑重组