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冗余度机器人运动学容错性能同一性问题的研究

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高技术通讯 2008年第6期18卷 615-623页

作者：李谦赵京北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100022

以退化条件数为容错性能指标,对两种结构的空间4R 冗余度机器人进行了运动规划,同时考察了关节速度突变这一容错指标,分析了这两种不同结构的机器人的 Denavit-Hartenberg 参数和末端初始位置对这两个容错指标的影响;另外,利用 ADAMS 和... 详细信息

以退化条件数为容错性能指标,对两种结构的空间4R 冗余度机器人进行了运动规划,同时考察了关节速度突变这一容错指标,分析了这两种不同结构的机器人的 Denavit-Hartenberg 参数和末端初始位置对这两个容错指标的影响;另外,利用 ADAMS 和 PowerCube机器人进行仿真和实验,分析讨论了故障时刻关节速度突变对机器人关节力矩和末端操作精度的影响。研究结果表明,能使机器人退化条件数和关节速度突变这两个容错指标同时达到最优的结构特征是存在的;与其他尺寸参数相比,机器人各偏置的臂长比例关系对其容错性能的影响更为突出;机器人初始姿态对各容错指标同一性程度影响显著;在故障关节锁定时刻,机器人关节速度突变越大,其关节力矩突变越大,且末端操作误差越大。

关键词：冗余度机器人容错同一性

冗余度机器人容错操作中关节相对速度突变影响因素

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北京工业大学学报 2007年第12期33卷 1239-1245页

作者：赵京姚艳彬冯登殿魏姗姗北京工业大学机械工程及应用电子学院北京100022

为了减小机器人锁定故障关节时刻的关节相对速度突变,运用退化条件数作为容错性能指标,分别以平面3R和空间4R机器人为仿真对象,分析研究了影响关节相对速度突变的主要因素.仿真结果表明,性能指标、末端初始点、末端速度、关节初始角度... 详细信息

为了减小机器人锁定故障关节时刻的关节相对速度突变,运用退化条件数作为容错性能指标,分别以平面3R和空间4R机器人为仿真对象,分析研究了影响关节相对速度突变的主要因素.仿真结果表明,性能指标、末端初始点、末端速度、关节初始角度和末端轨迹均影响机器人的关节相对速度突变,并提出了减小机器人关节相对速度突变的具体方法.

关键词：冗余度机器人退化条件数关节相对速度突变

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冗余度机器人自运动中的混沌运动及其控制

机器人 2004年第2期26卷 166-169,175页

作者：张登材李立西南交通大学四川成都610031

以一个平面 3R刚性冗余度机器人为研究对象 ,采用PD调节器进行工作空间内的负反馈 ,控制机器人末端重复跟踪工作空间内封闭路径 ,对此过程中机器人自运动中可能存在的混沌运动进行了研究 .通过运动仿真和相图 ,以及计算系统的最大李亚... 详细信息

以一个平面 3R刚性冗余度机器人为研究对象 ,采用PD调节器进行工作空间内的负反馈 ,控制机器人末端重复跟踪工作空间内封闭路径 ,对此过程中机器人自运动中可能存在的混沌运动进行了研究 .通过运动仿真和相图 ,以及计算系统的最大李亚普诺夫指数 ,研究发现 ,基于雅可比矩阵的伪逆 ,求解冗余度机器人运动学逆解时其自运动是混沌的 .首次应用延迟反馈控制法对所发现的混沌运动进行控制 ,在适当的参数条件下 ,成功地将混沌运动转变为规则的周期运动 .

关键词：冗余度机器人混沌延迟反馈控制法 PD控制器逆运动学

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冗余度机器人自由摆动故障的运动学容错

机械科学与技术 2003年第3期22卷 363-365页

作者：缪萍赵京北京工业大学机电学院北京100022

对于工作在恶劣环境下的机器人 ,容错是一个重要的设计准则。本文针对冗余度机器人发生自由摆动故障 ,提出了以机器人末端误差为评定标准 ,构造了机器人运动学综合性能指标 ,通过使该综合性能指标最小 ,实现机器人的容错。计算和仿真的... 详细信息

对于工作在恶劣环境下的机器人 ,容错是一个重要的设计准则。本文针对冗余度机器人发生自由摆动故障 ,提出了以机器人末端误差为评定标准 ,构造了机器人运动学综合性能指标 ,通过使该综合性能指标最小 ,实现机器人的容错。计算和仿真的结果表明 ,按该性能指标进行优化 ,可使关节实现容错 ,并且关节速度平稳、可操作度较高。

关键词：自由摆动故障冗余度机器人运动学容错

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冗余度机器人的运动规划碰撞算法

电子科技大学学报 2005年第6期34卷 828-831,864页

作者：李刚俊成都电子机械高等专科学校机电系成都610031

在考虑了操作机的关节极限、自碰撞和静态障碍物的情况下,从给定的初始位形出发,发现一条到末端效应器目标位置和姿态的相连可到达路径。方法给出了机器人操作机点到点逆运动学问题求解算法,利用碰撞算法实现了冗余度机器人运动规划,仿... 详细信息

在考虑了操作机的关节极限、自碰撞和静态障碍物的情况下,从给定的初始位形出发,发现一条到末端效应器目标位置和姿态的相连可到达路径。方法给出了机器人操作机点到点逆运动学问题求解算法,利用碰撞算法实现了冗余度机器人运动规划,仿真验证了该方法的有效性,并表明了该方法具有较大的实用价值。

关键词：碰撞算法冗余度机器人运动规划逆运动学

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冗余度机器人动力学容错性能

北京工业大学学报 2011年第10期37卷 1441-1445页

作者：赵京李玉龙北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

提出了最小关节力矩突变指标,对冗余度机器人动力学容错性能进行了研究,通过构造关节力矩突变的表达式,在不同锁定时刻规划出各个关节力矩,并将规划结果与运动学关节速度突变规划出的关节力矩相比较,证明了在低速运动下可以用最小关节... 详细信息

提出了最小关节力矩突变指标,对冗余度机器人动力学容错性能进行了研究,通过构造关节力矩突变的表达式,在不同锁定时刻规划出各个关节力矩,并将规划结果与运动学关节速度突变规划出的关节力矩相比较,证明了在低速运动下可以用最小关节速度突变算法控制机器人的末端误差,而在高速运动下需要使用最小关节力矩突变算法控制机器人的末端误差.最后通过一个平面3R机器人的仿真实例,验证了算法的有效性.

关键词：冗余度机器人动力学容错

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冗余度机器人最小力矩与回避奇异并行优化

哈尔滨工业大学学报 2006年第1期38卷 1-3,34页

作者：刘宇姜艳姝孙立宁哈尔滨工业大学机器人研究所黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨理工大学自动化系黑龙江哈尔滨150080

针对冗余度机器人梯度投影法最小力矩局部优化所发生的轨迹不稳定现象,经过讨论分析后,明确指出这种不稳定是由关节构形奇异引起的,并提出了一种冗余度机器人最小力矩与回避奇异的并行优化方案.通过对一三自由度冗余度机器人的仿真,证... 详细信息

针对冗余度机器人梯度投影法最小力矩局部优化所发生的轨迹不稳定现象,经过讨论分析后,明确指出这种不稳定是由关节构形奇异引起的,并提出了一种冗余度机器人最小力矩与回避奇异的并行优化方案.通过对一三自由度冗余度机器人的仿真,证实了所提优化方案是可行、有效的.

关键词：梯度投影冗余度机器人回避奇异并行优化

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冗余度机器人变负载预测模糊自适应滑模控制

系统仿真学报 2018年第3期30卷 994-1000,1007页

作者：贺军骆敏舟赵江海徐林森李涛中国科学技术大学信息科学技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所江苏常州213164

提出了基于变负载卡尔曼预测模糊自适应滑模控制算法(AFSMCK),该算法可实现冗余度机器人在变负载情况下的精确控制。该方法有效的解决了机器人因模型不确定以及末端变负载对机器人系统的影响,实现机器人的稳定控制。设计出一个基于迭代... 详细信息

提出了基于变负载卡尔曼预测模糊自适应滑模控制算法(AFSMCK),该算法可实现冗余度机器人在变负载情况下的精确控制。该方法有效的解决了机器人因模型不确定以及末端变负载对机器人系统的影响,实现机器人的稳定控制。设计出一个基于迭代算法的卡尔曼预测控制器可精确预测变负载的大小。采用自适应模糊逻辑算法,逼近滑模控制器中的切换增益,消除滑模控制的抖动问题。根据李亚普洛夫理论设计了滑模控制律和自适应控制律,进一步保证了闭环系统的稳定性。提出的理论和控制方法通过仿真实验进一步得到了验证。

关键词：机器人控制模糊逻辑自适应控制冗余度机器人卡尔曼预测控制

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基于容错性能的冗余度机器人结构综合

机械工程学报 2007年第10期43卷 82-88页

作者：赵京魏珊珊北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100022

构造退化条件数和容错空间影响因子两个容错性能指标,前者反映了某一故障时刻退化机器人的操作能力,后者反映了该故障时刻退化机器人相对工作空间的大小,它们可分别用来衡量机器人在故障时刻和故障后的容错操作能力。基于这两个指标,提... 详细信息

构造退化条件数和容错空间影响因子两个容错性能指标,前者反映了某一故障时刻退化机器人的操作能力,后者反映了该故障时刻退化机器人相对工作空间的大小,它们可分别用来衡量机器人在故障时刻和故障后的容错操作能力。基于这两个指标,提出冗余度机器人结构参数的最优设计方法,该方法可以用来确定使机器人具有最佳容错操作性能的臂长参数。给出平面3R和空间4R机器人的仿真实例,并就容错操作性能对各臂长的敏感度进行了分析。研究结果表明,机器人的容错操作性能对不与故障关节相连或只与一个故障关节相连的臂长具有较高的敏感度,在调节臂长时,应优先考虑这些臂长。另外,与平面机器人不同,空间机器人的这两个容错指标并不存在着很有规律的对应关系,相互的冲突也不那么明显,这说明使他们同步最优的可能性更大。

关键词：冗余度机器人容错性能结构综合