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液压四足机器人单腿的分数阶虚拟模型控制

北京理工大学学报 2022年第3期42卷 304-311页

作者：赵江波龚思进马世成王军政北京理工大学复杂系统智能控制与决策国家重点实验室北京100081

虚拟模型控制广泛用于四足机器人的运动控制器设计中.提出了一种分数阶虚拟模型控制器,在保证四足机器人柔性触地的同时,提高四足机器人小跑运动中单腿轨迹跟踪的精确性和鲁棒性.介绍了关节液压缸力控制系统的频域建模过程及基于非线性... 详细信息

虚拟模型控制广泛用于四足机器人的运动控制器设计中.提出了一种分数阶虚拟模型控制器,在保证四足机器人柔性触地的同时,提高四足机器人小跑运动中单腿轨迹跟踪的精确性和鲁棒性.介绍了关节液压缸力控制系统的频域建模过程及基于非线性寻优法的单腿虚拟模型控制器的参数整定,并通过实验对比了分数阶虚拟模型控制和传统虚拟模型控制在四足机器人小跑运动中单腿的控制效果,证明了分数阶虚拟模型控制对单腿轨迹跟踪性能的改善作用.

关键词：分数阶微分虚拟模型控制液压四足机器人

基于PC与ATmega128单片机的室内服务机器人控制系统设计

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机床与液压 2010年第20期38卷 87-90页

作者：王军政汤金元华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 淮海工学院机械工程学院江苏连云港222005

为了实现PC机对机器人的无线控制功能,以一个具有四自由度机械手的服务机器人为例,设计该服务机器人的控制系统,实现计算机与单片机间的无线通信,从而可以通过计算机控制机器人。详细介绍该室内服务机器人控制系统的硬件设计和软件实现... 详细信息

为了实现PC机对机器人的无线控制功能,以一个具有四自由度机械手的服务机器人为例,设计该服务机器人的控制系统,实现计算机与单片机间的无线通信,从而可以通过计算机控制机器人。详细介绍该室内服务机器人控制系统的硬件设计和软件实现的全过程。以ATmega128单片机作为控制核心,PC控制软件可以通过无线通信模块对机器人进行控制,扩展了机器人的服务功能。在Codevision AVR环境下采用C语言编程实现;同时,采用VisualC++6.0编写一个数据帧接收程序,完成PC机与单片机之间的通信。

关键词：室内服务机器人控制系统 PC机单片机无线通信

基于速度矢量的6足机器人三角间歇步态规划与分析

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北京理工大学学报 2021年第4期41卷 395-402页

作者：汪首坤刘道和王修文徐康陈志华王军政北京理工大学自动化学院复杂系统智能控制与决策国家重点实验室北京100081 北京理工大学自动化学院伺服运动系统驱动与控制工信部重点实验室北京100081

为提高大惯量6足机器人行走的稳定性与连续性,提出了基于速度矢量的三角间歇步态.该步态以三角间歇步态为基础,统一映射平动与转动速度矢量为绕旋转中心转动,达到6足机器人全方向行走且速度平滑切换的目的.首先,由旋转中心理论计算中心... 详细信息

为提高大惯量6足机器人行走的稳定性与连续性,提出了基于速度矢量的三角间歇步态.该步态以三角间歇步态为基础,统一映射平动与转动速度矢量为绕旋转中心转动,达到6足机器人全方向行走且速度平滑切换的目的.首先,由旋转中心理论计算中心坐标,在足端工作空间约束下计算最大旋转速度;其次,对摆动相采用足端0冲击摆线轨迹规划,支撑相采用增量式轨迹规划以便于编程计算连续运动指令实现变速度矢量运动;最后,在虚拟样机和物理模型上进行不同步态的对比实验.结果表明采用基于速度矢量的三角间歇步态晃动幅度与方差最小,提出的方法可保证大惯量6足机器人连续稳定的全方位运动.

关键词： 6足机器人三角间歇步态速度矢量全方位稳定行走

泵控电液伺服系统基于未知死区补偿的自适应鲁棒控制

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机械工程学报 2024年第18期60卷 327-337页

作者：牛善帅王军政赵江波沈伟北京理工大学自动化学院北京100081 伺服运动系统驱动与控制工业和信息化部重点实验室北京100081

针对泵控电液伺服系统中存在的未知死区特性、参数不确定性以及未知干扰,提出一种基于未知死区补偿的自适应鲁棒控制方法。建立泵控系统模型,分析系统中存在的死区非线性,并构造连续可微的近似死区逆函数对死区进行补偿。利用反步法设... 详细信息

针对泵控电液伺服系统中存在的未知死区特性、参数不确定性以及未知干扰,提出一种基于未知死区补偿的自适应鲁棒控制方法。建立泵控系统模型,分析系统中存在的死区非线性,并构造连续可微的近似死区逆函数对死区进行补偿。利用反步法设计自适应鲁棒控制器,合成自适应律进行参数估计,处理包括死区参数、系统参数以及干扰上界在内的参数不确定性;利用非线性鲁棒反馈进行未知干扰抑制。通过Lyapunov稳定性分析表明,在未知死区特性、参数不确定性以及未知干扰同时存在的情况下,所设计的控制器可以实现渐近跟踪。对比试验结果验证了所提出控制方法的可行性和优越性。

关键词：自适应控制鲁棒控制死区补偿泵控系统电液伺服系统

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基于多目标优化的救援机械臂结构参数设计

北京理工大学学报 2022年第5期42卷 493-501页

作者：赵江波修兵凯王军政张新北京理工大学复杂系统智能控制与决策国家重点实验室北京100081 北京理工大学伺服运动系统驱动与控制工信部重点实验室北京100081 新兴际华集团有限公司技术中心北京100020

为了综合优化双臂救援机器人双臂协同工作空间、机械臂负载能力以及机械臂末端运动速度,研究了基于多目标函数综合优化的救援机器人双臂结构参数设计方法.由于双机械臂的协同工作空间难以进行数学描述,提出了一种基于三重积分的描述方法... 详细信息

为了综合优化双臂救援机器人双臂协同工作空间、机械臂负载能力以及机械臂末端运动速度,研究了基于多目标函数综合优化的救援机器人双臂结构参数设计方法.由于双机械臂的协同工作空间难以进行数学描述,提出了一种基于三重积分的描述方法.针对所建立的双臂协同工作空间、机械臂末端运动速度以及机械臂负载能力三个目标函数的综合优化问题,通过模糊层次分析法,计算每个目标函数的权重从而进行线性加权以得到综合的多目标优化函数.基于该综合优化函数,通过粒子群算法进行多目标函数最优值求解,得到一组机械臂结构优化参数,使双臂救援机器人的综合性能达到最优.实验结果表明所提出的双臂救援机器人性能指标的优化方法是可行的.

关键词：双臂救援机器人可操作度耦合性分析模糊层次分析法

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并联六轮腿机器人机身平稳性控制方法研究

机械工程学报 2021年第21期57卷 34-44页

作者：雷涛徐康汪首坤王军政刘冬琛刘鹏涛北京理工大学复杂系统智能控制与决策国家重点实验室北京100081 北京理工大学伺服运动系统驱动与控制工信部重点实验室北京100081

轮腿式机器人在非结构化路面运动时,机身平稳性控制对于提高运动平稳性、降低系统能耗、提高定位与建图精度等具有重要意义。针对并联式六轮腿机器人在通过不规则地形时足端悬空、姿态倾斜、机身晃动等问题,提出一种融合足端力控制器、... 详细信息

轮腿式机器人在非结构化路面运动时,机身平稳性控制对于提高运动平稳性、降低系统能耗、提高定位与建图精度等具有重要意义。针对并联式六轮腿机器人在通过不规则地形时足端悬空、姿态倾斜、机身晃动等问题,提出一种融合足端力控制器、姿态控制器及重心高度控制器的机身平稳性控制框架。其中,足端力控制器通过阻抗控制算法抑制机器人足端受力因地形变化带来的突变扰动;机身姿态控制器对机身倾斜角进行解耦,并控制各腿的长度补偿机身的偏移量;重心高度控制器根据各腿的伸长量自适应地调节机身高度,保证腿部执行机构具有足够的运动空间。针对三种控制器相互耦合、对外部扰动抑制效果不佳等问题,利用串级控制的思想将三种控制目标统一为力跟踪控制,降低机身振荡的风险。在并联式六轮腿机器人上进行了实验验证,结果表明所提出的控制算法框架能有效抑制外部地形扰动,当机器人以大约0.6 m/s的速度前进时,机身的俯仰角及横滚角保持在-0.7°~0.7°范围内,足端接触力维持在期望力附近,且机身重心高度随地面起伏自适应地调整,确保了机器人的运动平稳性。

关键词：轮腿机器人平稳性控制串级控制

基于力反馈的液压足式机器人主/被动柔顺性控制

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机械工程学报 2017年第1期53卷 13-20页

作者：柯贤锋王军政何玉东汪首坤赵江波北京理工大学复杂系统智能控制与决策国家重点实验室北京100081

在足式机器人运动过程中,柔顺性控制能有效减少足端触地冲击力,提高环境适应能力。被动弹簧常被用来实现机器人与环境柔性接触,但不能有效吸收剩余冲击能量。主动柔顺能够根据环境不同而调整末端刚度与阻尼,却由于冲击力作用时间很短,... 详细信息

在足式机器人运动过程中,柔顺性控制能有效减少足端触地冲击力,提高环境适应能力。被动弹簧常被用来实现机器人与环境柔性接触,但不能有效吸收剩余冲击能量。主动柔顺能够根据环境不同而调整末端刚度与阻尼,却由于冲击力作用时间很短,对执行器的响应速度有较高的要求。试验发现将主动柔顺控制与被动柔顺相结合,可弥补上述不足,并实现机器人柔顺性触地。在单液压执行器系统中验证了这种方法的有效性,将此控制策略应用在四足机器人单腿系统,得到了同样的效果。通过分析单自由度执行器系统,总结所提柔顺性控制器参数设计原则,进而为四足机器人整体柔顺性设计提供依据。

关键词：液压足式机器人冲击力被动柔顺主动柔顺

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研究生思想政治教育协同育人机制构建论析

学位与研究生教育 2022年第1期 48-53页

作者：蔺伟王军政纪惠文北京理工大学党委宣传部北京100081 北京理工大学研究生院北京100081 北京理工大学党委宣传部思想理论室北京100081

研究生思想政治教育是研究生教育的重要组成部分,对于培养德才兼备的高层次拔尖创新人才具有重要作用。推动研究生思想政治教育协同育人,是立足发展大局,在“三个转变”中把握研究生教育教学规律的必然要求,符合一流大学建设发展的根本... 详细信息

研究生思想政治教育是研究生教育的重要组成部分,对于培养德才兼备的高层次拔尖创新人才具有重要作用。推动研究生思想政治教育协同育人,是立足发展大局,在“三个转变”中把握研究生教育教学规律的必然要求,符合一流大学建设发展的根本要求、高层次拔尖创新人才成长的现实需求和高校思想政治工作质量提升的实践诉求。认为新形势下构建研究生思想政治教育协同育人机制,要从责任协同、阵地协同、队伍协同、保障协同四个方面入手,不断增强工作的系统性、统筹性、能动性和创新性,努力开创研究生思想政治教育新局面。

关键词：研究生思想政治教育协同育人

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渐开线圆柱齿轮接触分析计算与仿真研究

Journal of Southeast University(English Edition) 2024年第1期40卷 68-79页

作者：吕宏展侯志勇王君政王羽达东华大学机械工程学院上海201620

为方便实现渐开线圆柱齿轮接触分析,开发出渐开线圆柱齿轮啮合接触分析和齿廓修形算法程序.采用渐开线直齿轮参数方程精准建模,获得齿廓接触点的曲率半径,在考虑实际载荷的情况下,改进了赫兹接触公式来求解齿轮啮合接触应力.为减缓齿轮... 详细信息

为方便实现渐开线圆柱齿轮接触分析,开发出渐开线圆柱齿轮啮合接触分析和齿廓修形算法程序.采用渐开线直齿轮参数方程精准建模,获得齿廓接触点的曲率半径,在考虑实际载荷的情况下,改进了赫兹接触公式来求解齿轮啮合接触应力.为减缓齿轮啮合冲击,在算法程序中提供了5种齿廓修形方式及其修形后的接触应力分析方法.与行业公认的齿轮设计仿真软件MASTA计算结果进行对比.结果表明,该算法程序接触应力求解精度较高,相对MASTA平均误差约为5.04%,齿廓修形后的接触应力分布一致,验证了该算法程序的合理性.

关键词：渐开线圆柱齿轮赫兹公式接触分析程序开发