簡介：傳動裝置是車輛的重要組成部分，依靠高性能的傳動試驗臺進(jìn)行測試，可降低車輛的研究成本，縮短開發(fā)周期。疲勞壽命試驗是傳動試驗的重要環(huán)節(jié)，由其特殊性要求必須采用機(jī)械手代替人手進(jìn)行自動換檔操作。研制先進(jìn)的車輛傳動試驗換檔機(jī)械手，對提高我國車輛試驗技術(shù)有著重要意義。本文以車輛傳動試驗系統(tǒng)為課題背景，對車輛傳動試驗臺自動換擋機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計及實現(xiàn)。本文首先對車輛傳動試驗臺進(jìn)行簡要介紹，在研究分析國內(nèi)外換擋機(jī)械手的研究現(xiàn)狀后，提出數(shù)字交流伺服的三自由度直角坐標(biāo)換檔機(jī)械手方案。方案采用交流伺服驅(qū)動方式完成X方向和Y方向的運(yùn)動，而Z方向通過萬向節(jié)和滑動副進(jìn)行隨動，解決了曲線換檔、三維轉(zhuǎn)化為二維的運(yùn)動控制，可以實現(xiàn)任意檔位之間的切換，結(jié)構(gòu)簡單，易于控制。其次，經(jīng)過大量的理論推導(dǎo)，建立了機(jī)械手的數(shù)學(xué)模型。文中先對多自由度機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行分析與建模，然后將本課題的換檔機(jī)械手空間運(yùn)動模型進(jìn)行簡化，對其進(jìn)行理論分析與計算。最后利用MATLAB編寫仿真程序，進(jìn)一步驗證了所建模型的正確性。然后，利甩ACTIVEX控件在VB中開發(fā)上位機(jī)控制程序，并解決檔位標(biāo)定、檔位示教等難題，既實現(xiàn)了試驗的自動化換檔操作，又增強(qiáng)了換擋機(jī)械手的通用性和智能化。最后，本文實現(xiàn)了換擋機(jī)械手與車輛傳動試驗臺DCS系統(tǒng)的集成。編寫MODBUS通訊程序，將換檔機(jī)械手控制系統(tǒng)無縫集成到DCS系統(tǒng)中。同時還將機(jī)械手仿真系統(tǒng)也集成到DCS中。研究DCS與MATLAB的通訊與數(shù)據(jù)共享，主要包括DCS數(shù)據(jù)的讀取、MATLAB與外部環(huán)境的數(shù)據(jù)共享。開發(fā)DCS與MATLAB通訊的程序及監(jiān)控界面，利用MODBUS控件實現(xiàn)對DCS數(shù)據(jù)的讀取，通過MATLABACTIVEX自動化服務(wù)器技術(shù)完成MATLAB與外部環(huán)境的數(shù)據(jù)共享。實現(xiàn)由DCS完成控制功能，MATLAB提供仿真模型及運(yùn)算分析，可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，為車輛傳動試驗臺的測試提供了較好的仿真環(huán)境，便于控制策略優(yōu)化的研究。

簡介：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于計算機(jī)視覺的蘋果果袋圖像識別及摘除機(jī)械手爪的研究姓名趙延軍申請學(xué)位級別碩士專業(yè)農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程指導(dǎo)教師徐麗明20060501獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名藝，J7垂螢時間。丑一6年上月譬日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解中國農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同意中國農(nóng)業(yè)大學(xué)可以用不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議研究生簽名名甚運(yùn)彝時間。卿；年』月蘿日導(dǎo)師簽名給洳R時間“年J月

簡介：近年來，各種醫(yī)療器械得到了飛速發(fā)展，康復(fù)機(jī)器人，手術(shù)輔助機(jī)器人，接骨機(jī)器人等相繼出現(xiàn)。而隨著人們生活水平的提高，以及對機(jī)器人的深入了解，人們也愿意使用機(jī)器人來為自己服務(wù)。比如買個掃地機(jī)器人來當(dāng)家庭保姆，去醫(yī)院找個接骨機(jī)器人為自己接骨，甚至可能讓機(jī)器人為自己做手術(shù)，因為在有的時候，機(jī)器人可能比人做得更好。本課題中的胸外科手術(shù)主要是針對肺癌、食管癌等腫瘤開展治療。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全球每年大約有120萬人被診斷患有肺癌，而我國每年則高達(dá)21萬人，與此同時我國也是世界上食管癌高發(fā)地區(qū)之一。傳統(tǒng)手術(shù)中，醫(yī)生需要多名助手撐開切口、撥開內(nèi)部臟器，一般的胸外科手術(shù)時間較長，所以手術(shù)人員極易疲勞，從而造成切口撐開不到位，不能很好隔離內(nèi)部臟器與病灶，影響了醫(yī)生的手術(shù)視野和操作。而本文的機(jī)械臂就是為解決這一問題而開發(fā)研制的。本文的主要研究內(nèi)容有分析了機(jī)械臂的工作空間及自由度，確定了傳動方案，對機(jī)械臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，包括各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)以及連接部件，并參考第一代機(jī)械臂，避免第一代機(jī)械臂中的一些問題。為了提高機(jī)械臂的安全性以及操作的舒適性，還為本機(jī)械臂設(shè)計了兩套自平衡系統(tǒng)；在第四章里，為機(jī)械臂設(shè)計了控制系統(tǒng)，包括控制方案的選擇以及軟、硬件的設(shè)計；硬件設(shè)計包括電流監(jiān)測模塊、制動器驅(qū)動模塊以及電源模塊；系統(tǒng)的控制軟件，直接采用COPLEY驅(qū)動器自帶的圖形化控制程序，為了提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及快速響應(yīng)性，并對系統(tǒng)采用了簡單可靠的PPI控制；最后，對樣機(jī)進(jìn)行了簡單的測試試驗，包括實際工作空間以及末端關(guān)節(jié)實際受力大小的測試，從而驗證樣機(jī)是否達(dá)到預(yù)期設(shè)計要求，并通過測試試驗分析樣機(jī)存在的一些問題，從而為下一機(jī)械臂的設(shè)計做好準(zhǔn)備。

簡介：國內(nèi)外研究人員針對如何解決機(jī)械手自由度數(shù)、驅(qū)動方式、重量、靈活性、抓取能力、可靠性之間的矛盾問題，進(jìn)行了大量的研究。欠驅(qū)動機(jī)構(gòu)是指驅(qū)動器數(shù)目少于自由度數(shù)目的機(jī)構(gòu)，基于欠驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計的機(jī)械手具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、抓取力大，抓取物體時具有形狀自適應(yīng)能力，手指可完全包絡(luò)物體，能夠解決目前機(jī)械手存在的問題。本文設(shè)計了一種基于欠驅(qū)動機(jī)構(gòu)的機(jī)械手爪，欠驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用四連桿機(jī)構(gòu)和平行限位機(jī)構(gòu)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、抓持力大、操作方便，機(jī)械手有三個手指，采用4個驅(qū)動元件實現(xiàn)對機(jī)械手11個自由度的驅(qū)動。三個手指之間的相對位置可根據(jù)抓取目標(biāo)物的形狀而改變以保證抓取的可靠性，可用于不同形狀和尺寸的目標(biāo)物的抓取作業(yè)。本文對欠驅(qū)動機(jī)械手的原理和驅(qū)動方式進(jìn)行研究，對機(jī)械手的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化，機(jī)械手的驅(qū)動采用液壓驅(qū)動方式，具有驅(qū)動力大、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)；對機(jī)械手的靜力學(xué)、動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)特性進(jìn)行研究，并采用ANSYS軟件對其關(guān)鍵零部件進(jìn)行了力學(xué)分析和強(qiáng)度校核對機(jī)械手運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)性能進(jìn)行仿真研究，完成機(jī)械手抓取不同目標(biāo)物如細(xì)桿、圓球、柱體等時的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)仿真；設(shè)計了基于PVDF的觸覺傳感器，傳感器具有接觸覺、力覺和滑覺，并進(jìn)行了實驗研究。實驗證明該傳感器能夠滿足機(jī)械手抓取物體時對觸覺信號的要求。利用PROE工程軟件，建立欠驅(qū)動機(jī)械手各零部件的三維模型，分析運(yùn)動部件之間的相對關(guān)系，合理制訂裝配順序，生成欠驅(qū)動機(jī)械手的實體模型。對機(jī)械手的單個手指進(jìn)行了靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析。

簡介：哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文基于雙目立體視覺的機(jī)械臂手端定位方法研究姓名陳戈軍申請學(xué)位級別碩士專業(yè)模式識別與智能系統(tǒng)指導(dǎo)教師陸軍20090101哈爾濱T程人學(xué)碩十學(xué)位論文ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFIMAGEPROCESSINGTECHNOLOGYANDTHEENHANCEDABILITYOFCOMPUTERFORPROCESSINGDIGITALSIGNAL，ASANEWFIELDBASEDOILVARIOUSINTERDISCIPLINARYTHETHEORYRESEARCHANDPRACTICALAPPLICATIONOFTHECOMPUTERVISIONHASMADEGREATPROGRESSTHISPAPERFIRSTINTRODUCESTHEDESIGNANDDEBUGGINGOFMANIPULATOR，ANDFOCUSONTHEPROBLEMSANDTHECORRESPONDINGSOLUTIONMETHODSDURINGTHEDEBUGGINGOFMANIPULATOL’INSTALLATION，SOEDUCESTHEAIMOFTHISRESEARCHISTEALIZEAUTOMATICPOSITIONINGOFTHEMANIPULATOR’SHANDBYUSINGTHEBINOCULARSTEREOVISIONTECHNOLOGYAPPLIEDTOTHECONTROLSYSTEMOFMANIPULATORWHICHCANINCREASETHEAUTOMATIONDEGREEOFTHECONTROLSYSTEMOFMANIPULATOR、ACCORDINGTOREALTIMEANDPRECISIONOFTHEMANIPULATORTHISPAPERFOCUSESONTHREECOMPONENTSOFBINOCULARSTEREOVISIONCAMERACALIBRATION，STEREOMATCHINGAND3DINFORMATIONCALCULATION，ANDFORWARDKINEMATICSOFTHEMANIPULATORINCAMERACALIBRATIONANIMPROVEDZHANG’SCALIBRATIONMETHODISADOPTEDTHELENS’RADIALANDTANGENTIALDISTONIOAISFULLYCONSIDERED，WHICHMAKE’THECAMERACALIBRATIONRESULTSHAVEHIGHERPRECISIONANDWIDERAPPLICATIONSCOPEBECAUSEOFREQUIREMENTFORHIGHLYEFFICIENTREALTIME，INSTEREOMATCHING，ANIMPROVEDHOUGHTRANSFORMISADOPTEDTOEXTRACTCIRCLECENTREOFTHEARTIFICIALCOLOURINGTUBEHOLE，USINGTHEEXTRACTEDCIRCLECENTREASMATCHINGFEATURE，ANDTHENUSINGTHEFEATUREMATCHINGWHICHHASSMALLCOMPUTATIONALAMOUNTANDRAPIDSPEEDCHARACTERSTOCALCULATEDISPARITY3DINFORMATIONOFTHESPACEFEATUREPOINTINTHEREFERENCEFRAMEISCALCULATEDACCORDINGTOTHEDISPARITYANDTRIANGULATIONPRINCIPLEBECAUSETHE3DINFORMATIONOFTHESPACEFEATUREPOINTINTHEWORLDCOORDINATESYSTEMISKNOWN，ACCORDINGTOCOORDINATETRANSFORMATIONANDTRIANGULARVECTORPRINCIPLE，3DINFORMATIONOFTHEMIDDLEDIRECTIONTOECANBECALCULATED

簡介：本文密切結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目，以二自由度高速輕型并聯(lián)機(jī)械手DIAMOND為對象，研究了提高其速度與精度的控制策略和方法，并取得如下成果□借助矢量法構(gòu)造了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)逆解模型，并用消元法導(dǎo)出了機(jī)構(gòu)正解模型。在此基礎(chǔ)上，利用虛功原理建立了機(jī)構(gòu)剛體動力學(xué)模型，從而為軌跡規(guī)劃與機(jī)械手控制提供了必要的理論基礎(chǔ)。提出了一種適用于高速輕型并聯(lián)機(jī)械手的軌跡規(guī)劃方法。該方法以機(jī)械手最小運(yùn)行周期為目標(biāo)函數(shù)，同時兼顧其對伺服系統(tǒng)輸入力矩的影響，在操作空間進(jìn)行軌跡規(guī)劃，并通過運(yùn)動學(xué)逆解模型將其映射到關(guān)節(jié)空間進(jìn)行正弦、多項式和修正梯形模式選優(yōu)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一柔性有障礙弧線過渡路徑規(guī)劃方案，從而為機(jī)械手高速、高精度控制奠定了堅實的基礎(chǔ)。提出了一種新的定常PID參數(shù)整定方法。該方法綜合考慮機(jī)電耦合效應(yīng)和全域性能指標(biāo)，在操作空間設(shè)計一帶權(quán)重軌跡，并結(jié)合運(yùn)動學(xué)與逆動力學(xué)模型，建立了以末端執(zhí)行器均方根誤差最小為目標(biāo)函數(shù)的整定方案，從而有效地解決了傳統(tǒng)整定方法因其多目標(biāo)函數(shù)相互制約而導(dǎo)致很難得到最優(yōu)解的問題，保證了機(jī)械手在全域空間性能趨優(yōu)。提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制策略，深入探討了其在高速并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制方面的實時性與可靠性問題。其453型網(wǎng)絡(luò)時變PID算法有效地解決了恒定增益難于保證高速并聯(lián)機(jī)械手動態(tài)品質(zhì)的問題，從而極大地提高了系統(tǒng)控制精度。提出了一種外環(huán)PID控制與內(nèi)部非線性反饋環(huán)節(jié)相結(jié)合的計算力矩控制策略。該策略通過構(gòu)建非線性反饋質(zhì)量矩陣，合理地將機(jī)構(gòu)角加速度誤差與伺服系統(tǒng)輸入力矩聯(lián)系起來，從而有效地補(bǔ)償了動力學(xué)因素引起的跟蹤誤差。以上工作對于推動高速輕型并聯(lián)機(jī)械手控制方法研究，拓展其工程應(yīng)用具有重要的意義。

簡介：隨著裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，以加工中心為代表的高檔數(shù)控機(jī)床的需求量與日俱增，作為加工中心的關(guān)鍵功能部件____自動換刀機(jī)械手的國產(chǎn)化問題得到了國家的高度重視。2007年5月國家發(fā)布了高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備重大專項，并將“大型刀庫及自動換刀裝置”列入國家“十一五”發(fā)展規(guī)劃和國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要。為實現(xiàn)加工中心關(guān)鍵功能部件的國產(chǎn)化，本文以弧面凸輪式換刀機(jī)械手為對象，開展了換刀機(jī)械手運(yùn)動循環(huán)過程設(shè)計、從動件運(yùn)動規(guī)律設(shè)計、關(guān)鍵零件弧面凸輪的設(shè)計和加工等研究工作。論文完成的主要工作以下1根據(jù)加工中心對自動換刀機(jī)械手的工作要求，完成了弧面凸輪式換刀機(jī)械手運(yùn)動循環(huán)過程的設(shè)計，按修正正弦加速度運(yùn)動規(guī)律完成了主動件弧面凸輪工作輪廓面的設(shè)計，并應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行了從動件運(yùn)動規(guī)律的優(yōu)化。2應(yīng)用三維設(shè)計軟件UG建立了換刀機(jī)械手主要部件的三維零件模型和裝配模型，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了裝配間隙分析和干涉檢查，開發(fā)了自動換刀機(jī)械手的虛擬樣機(jī)。3針對加工中心自動換刀裝置中的核心部件弧面凸輪，采用了基于滾子中心線的建模方法，解決了傳統(tǒng)方法中用共軛曲面理論建立曲面輪廓方程所存在的不足?；赨G平臺，應(yīng)用其二次開發(fā)工具UGGRIP完成了弧面凸輪的建模和數(shù)控加工程序的開發(fā)工作。4分析了用DMU80T和FSK25G五軸聯(lián)動加工中心進(jìn)行凸輪加工的工藝方案，開發(fā)了凸輪加工刀具位置源文件（CLSF），并針對FSK25G五軸聯(lián)動加工中心建立了虛擬數(shù)控機(jī)床，利用仿真技術(shù)對加工過程進(jìn)行了模擬驗證，證實了刀軌的正確性和在FSK25G機(jī)床上加工的可行性。

簡介：本文綜合運(yùn)用圖像處理技術(shù)、串口通訊技術(shù)、VC程序設(shè)計及PLC控制機(jī)械手技術(shù)等設(shè)計并實現(xiàn)了一套基于圖像處理的人和機(jī)械手面對面的象棋對弈系統(tǒng)人走棋后的棋子的位置分布信息由低成本普通攝像頭實時傳給計算機(jī)，通過圖像處理技術(shù)判斷出人的走步后，上位機(jī)再調(diào)用預(yù)存的象棋規(guī)則程序計算出機(jī)械手下一步的作戰(zhàn)策略，并通過串口通訊技術(shù)傳給下位機(jī)PLC以使其來控制機(jī)械手的具體走步。該系統(tǒng)最大的特點(diǎn)在于用圖像采集裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的位置傳感器，利用圖像處理結(jié)果作為棋子的位置反饋信號，實現(xiàn)了位置信號的非接觸式測量，大大節(jié)約了系統(tǒng)的成本。首先從采集到的象棋盤圖像產(chǎn)生幾何失真的原因及算法執(zhí)行的速度、精度方面著手，經(jīng)過大量的實驗分析，得到了適合本系統(tǒng)的快速有效的幾何畸變校正方法，成功實現(xiàn)了象棋盤的校正并達(dá)到了良好的效果；然后對畸變校正后的圖像采用了既能準(zhǔn)確提取目標(biāo)特征又不會消耗太多計算量的顏色提取的算法，實現(xiàn)了紅色象棋子的識別；從功能和設(shè)計特點(diǎn)等方面考慮完成了硬件設(shè)備的選型，并給出了PLC與步進(jìn)電機(jī)的控制電路原理圖，實現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件設(shè)計；從上位機(jī)的圖像處理模塊、串口通訊模塊和下位機(jī)PLC的控制模塊這三個部分著手，以VC為集成軟件開發(fā)環(huán)境，完成了整套系統(tǒng)的軟件設(shè)計。將圖像識別技術(shù)應(yīng)用于對機(jī)械手操作目標(biāo)的監(jiān)測與識別，適應(yīng)了現(xiàn)代化的工業(yè)要求，具有良好的應(yīng)用與發(fā)展前景，因此本課題具有重要的研究意義。

簡介：本文密切結(jié)合天津市自然科學(xué)基金項目，以具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高速并聯(lián)機(jī)械手為對象，研究了二自由度并聯(lián)機(jī)械手控制及精度補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)，并據(jù)此搭建了PID控制試驗平臺以及基于激光跟蹤儀的運(yùn)動學(xué)標(biāo)定試驗平臺。取得如下成果1以DIAMOND二自由度并聯(lián)機(jī)械手為例，利用矢量鏈分析方法構(gòu)造二自由度并聯(lián)機(jī)械手末端動平臺位姿誤差與各零部件幾何誤差源之間的映射關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，將影響末端可控和非可控誤差的幾何誤差源進(jìn)行區(qū)分，再通過測量系統(tǒng)實際輸出與理想輸出間的偏差，并以此辨識控制系統(tǒng)中理想模型參數(shù)的誤差，進(jìn)而通過對控制器中參數(shù)的修改實現(xiàn)機(jī)械手末端位姿的誤差補(bǔ)償。2綜合考慮電機(jī)耦合效應(yīng)、全域綜合性能及隨位姿實時變化的慣性負(fù)載，在操作空間內(nèi)設(shè)計三條帶權(quán)重的運(yùn)動軌跡，利用運(yùn)動學(xué)正、逆解模型，直接建立以末端執(zhí)行器操作空間的方均根誤差最小為優(yōu)化目標(biāo)的整定方案，對伺服控制系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行整定。3建立了PID控制試驗平臺以及基于激光跟蹤儀的運(yùn)動學(xué)標(biāo)定試驗平臺，驗證了誤差補(bǔ)償方法，以及上述伺服系統(tǒng)參數(shù)整定方法的正確性和有效性。上述研究成果不僅對高速并聯(lián)機(jī)械手開發(fā)具有一定的指導(dǎo)作用，而且還對其整機(jī)開發(fā)及其工業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

簡介：隨著科技的發(fā)展，并聯(lián)機(jī)構(gòu)越來越多地運(yùn)用到機(jī)器人領(lǐng)域。由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有閉環(huán)特性，與串聯(lián)機(jī)器人大不相同，于是并聯(lián)機(jī)器人的控制問題受到極大關(guān)注。本文以兩自由度平面并聯(lián)機(jī)械手為研究對象，研究了基于模糊規(guī)則調(diào)整力矩變化的模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制方法。對兩自由度平面并聯(lián)機(jī)械手進(jìn)行了逆運(yùn)動學(xué)分析，分別利用虛功原理和凱恩方法建立了機(jī)械手的動力學(xué)方程，為實現(xiàn)控制策略提供基礎(chǔ)控制模型。變結(jié)構(gòu)控制最大的優(yōu)點(diǎn)是其滑動模態(tài)對加給系統(tǒng)的干擾和系統(tǒng)的攝動具有完全自適應(yīng)性，而且系統(tǒng)狀態(tài)一旦進(jìn)入滑模運(yùn)動，便快速地收斂到控制目標(biāo)。這種方法最致命的缺點(diǎn)是在獲得滑模運(yùn)動的同時也伴隨著高頻抖振現(xiàn)象，這是由于滑模變結(jié)構(gòu)控制本質(zhì)上的不連續(xù)開關(guān)特性引起的。所以，希望變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制相結(jié)合，能夠達(dá)到削弱抖振和快速響應(yīng)的目的。利用指數(shù)趨近律，設(shè)計了一種滑模變結(jié)構(gòu)控制器，趨近律的引入，不但保證了永遠(yuǎn)滿足到達(dá)條件，而且保證了滑動模態(tài)的存在。變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制結(jié)合，通過模糊規(guī)則調(diào)整力矩的變化形成了一種快速響應(yīng)的模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制器。利用MATLAB，給定兩個參考輸入信號模擬仿真，得出了兩個主動臂角位移誤差和角速度誤差以及滑模面的運(yùn)動，分析了參數(shù)、、CKΕ對系統(tǒng)的影響，通過模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制器和一般變結(jié)構(gòu)控制器仿真結(jié)果的對比分析，檢驗了方案的可行性和模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制方法的有效性。

簡介：點(diǎn)擊查看更多深海水下作業(yè)型機(jī)械手控制系統(tǒng)研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：移動機(jī)械手系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制問題具有重要的理論意義和實用價值。平臺和機(jī)械手兩個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)動是移動機(jī)械手優(yōu)于移動機(jī)器人和傳統(tǒng)機(jī)械臂的根本所在，這使該系統(tǒng)具有更加明顯的實用價值；而有的平臺受到非完整約束，使移動機(jī)械手成為典型的非完整系統(tǒng)，非完整系統(tǒng)的控制一直是控制理論界的研究熱點(diǎn)。本文以移動機(jī)械手系統(tǒng)為背景，結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“移動機(jī)械手的協(xié)調(diào)運(yùn)動規(guī)劃與控制”，對其協(xié)調(diào)控制問題展開研究。首先，對移動機(jī)械手系統(tǒng)及其控制問題進(jìn)行了介紹，綜述了國內(nèi)外對移動機(jī)械手系統(tǒng)和非完整系統(tǒng)控制的研究進(jìn)展，并闡述了選題背景和論文主要內(nèi)容。其次，指出輪式移動機(jī)械手系統(tǒng)是一類典型的非完整系統(tǒng)。不加證明地給出了非完整系統(tǒng)和輪式移動機(jī)械手系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和各自的結(jié)構(gòu)特性，并說明了各自的控制問題的描述。第三，非完整系統(tǒng)自身的特性給其控制問題的仿真帶來了相當(dāng)大的難度，我們在MATLAB環(huán)境下開發(fā)了一個仿真平臺，可以進(jìn)行各種非完整系統(tǒng)軌跡跟蹤控制問題的仿真，為論文的后續(xù)工作打下了堅實的基礎(chǔ)。第四，針對不確定非完整動力學(xué)系統(tǒng)，利用系統(tǒng)動力學(xué)特性，提出一種基于動力學(xué)模型的滑模軌跡跟蹤控制器。保證閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定或指數(shù)穩(wěn)定，控制器結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)。該算法用于輪式移動機(jī)械手系統(tǒng)，實現(xiàn)了協(xié)調(diào)控制。第五，將移動機(jī)械手系統(tǒng)通過變換化成由鏈?zhǔn)较到y(tǒng)和動力學(xué)系統(tǒng)組成的串級系統(tǒng)模型。在考慮不確定性的情況下，提出一種運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)相結(jié)合控制算法，保證了閉環(huán)系統(tǒng)所有狀態(tài)的漸近跟蹤，實現(xiàn)了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。第六，假設(shè)移動機(jī)械手系統(tǒng)可分成結(jié)構(gòu)參數(shù)已知的標(biāo)稱系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)未知的不確定系統(tǒng)兩部分，提出一種計算力矩加模糊補(bǔ)償?shù)目刂品椒ǎ：到y(tǒng)用來逼近整個系統(tǒng)的集中不確定性，參數(shù)基于LYAPUNOV方法自適應(yīng)調(diào)節(jié)，仿真結(jié)果展示了其良好的動態(tài)特性。最后，對取得的研究成果進(jìn)行了總結(jié)，并展望了需要進(jìn)一步研究的工作。

簡介：本論文是在國家863計劃項目“危險化學(xué)反應(yīng)器泄漏檢測與修補(bǔ)移動機(jī)械手系統(tǒng)”（2003AA421040）的支持下，以HEBUTⅡ移動機(jī)械手為研究對象，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究。論文首先介紹了移動機(jī)械手硬件系統(tǒng)，之后對移動機(jī)械手中機(jī)械手部分的機(jī)構(gòu)選型及移動機(jī)械手整體工作空間進(jìn)行了分析。對移動機(jī)械手系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)進(jìn)行了理論闡述和計算，建立了移動機(jī)械手統(tǒng)一的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)模型，并用軟件進(jìn)行了仿真分析。在此基礎(chǔ)上，研究了運(yùn)動目標(biāo)的圖像識別、基于雙目立體視覺目標(biāo)位置的三維重構(gòu)及對運(yùn)動目標(biāo)的視覺伺服跟蹤。論文主要的創(chuàng)新性工作如下1圖像處理和計算機(jī)視覺中大量算法都是采用HIS色彩模型，HIS模型中的I分量與圖像的彩色信息無關(guān)，與顏色信息相關(guān)的H、S分量不隨光照條件的變化而變化，因此非常適合視覺系統(tǒng)感知彩色特性的圖像處理算法。本文采用基于HIS模型的閾值分割法是對原始圖像的各個像素顏色的H、S值進(jìn)行分析，尋找背景區(qū)域和目標(biāo)區(qū)域的顏色分布特征，然后在分別確定合理的H和S閾值之后，兩者相“與”，使其與背景顏色不同的目標(biāo)區(qū)域分割出來。2因為采集到的圖像要經(jīng)過分割及預(yù)處理，需要很大的運(yùn)算量，速度非常慢，不利于對目標(biāo)的快速檢測。故本文提出了平均化分割的思想，其基本思路是在判斷目標(biāo)區(qū)域時，將上一步得到的二值化圖像分成NN等份，在每一等份中黑色像素占全部像素的比例超過某一閾值時，就認(rèn)為此等份為目標(biāo)區(qū)域，比例少于某一閾值的等份被認(rèn)為是背景區(qū)域，直到整幅圖像都檢測完畢。這樣得到的圖像在信息量上大大減少，分辨率減少到NN；在保證原有圖像不失真的前提下，大大降低了圖像處理的計算量，同時實現(xiàn)了圖像濾波。3本論文將計算機(jī)視覺理論、算法與圖像處理相結(jié)合，用攝像機(jī)拍攝目標(biāo)，對目標(biāo)的圖像進(jìn)行分析與處理，對目標(biāo)上某點(diǎn)進(jìn)行三維重建，確定目標(biāo)的空間方位，實現(xiàn)測距。攝像機(jī)標(biāo)定是對空間物體進(jìn)行三維重建必不可少的前提，本文通過對常用的攝像機(jī)模型及標(biāo)定方法算法的分析，提出了利用最小二乘法實現(xiàn)攝像機(jī)標(biāo)定的方法。4在對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤時，為了提高處理速度，滿足跟蹤實時性的要求，采用計算機(jī)和圖像采集卡各自獨(dú)立完成數(shù)據(jù)處理的并行方式，即圖像采集卡在采集圖像的同時，計算機(jī)可以處理圖像數(shù)據(jù)，圖像采集不占用主機(jī)CPU時間，可以將所有時間都用來處理數(shù)據(jù)。考慮到實時性的要求及算法的復(fù)雜性，在目標(biāo)跟蹤方法中，采用通過對比前后兩幀圖像中目標(biāo)區(qū)域質(zhì)心位置的變化，確定目標(biāo)運(yùn)動的方向，算法簡單卻實用可行，利于實現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)的快速跟蹤處理。5采用蒙特卡羅方法計算多關(guān)節(jié)機(jī)械手的工作空間，并對各關(guān)節(jié)變量進(jìn)行組合，利用機(jī)械手的正向運(yùn)動學(xué)方程計算出機(jī)械手末端桿件端點(diǎn)的坐標(biāo)值，形成移動機(jī)械手的工作空間。6通過對HEBUTⅡ移動機(jī)械手進(jìn)行分析，實現(xiàn)了笛卡爾坐標(biāo)空間到關(guān)節(jié)空間的運(yùn)動變換。在移動機(jī)械手運(yùn)動學(xué)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了動力學(xué)分析，建立了移動機(jī)械手統(tǒng)一的動力學(xué)模型。利用UG繪制移動機(jī)械手，導(dǎo)入ADAMS建立其虛擬樣機(jī)，解算出機(jī)械手動力學(xué)模型所需的連桿偽慣量矩陣。得到了實時的關(guān)節(jié)力矩變化情況，各關(guān)節(jié)力矩與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度變化值之間的仿真曲線。

簡介：點(diǎn)擊查看更多物料抓取機(jī)械手結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：隨著人類社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，世界很多國家都開始重視對海洋資源的開發(fā)和利用。作為海洋開發(fā)的重要工具，水下機(jī)械手的研究日益受到人們的關(guān)注，水下機(jī)械手工作在復(fù)雜的海洋水中環(huán)境中，水壓、腐蝕、海流、潮汐、浪涌等都將影響到水下機(jī)械手的控制性能。因此水下機(jī)械手的研究對提高水下作業(yè)能力及智能化水平具有重要的理論研究意義和實際應(yīng)用價值。體系結(jié)構(gòu)與作業(yè)控制技術(shù)是水下機(jī)械手研究的關(guān)鍵問題之一，本文在對水下機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)、運(yùn)動分析及控制系統(tǒng)分析和研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于速度內(nèi)環(huán)和位置外環(huán)的水下機(jī)械手雙閉環(huán)位置伺服控制系統(tǒng)。速度內(nèi)環(huán)采用PI控制，有助于抑制振蕩，減小超調(diào)，提高控制系統(tǒng)的動態(tài)性能；位置外環(huán)采用P控制，有助于保證系統(tǒng)靜態(tài)精度和動態(tài)跟蹤的性能。對于水下機(jī)械手位置伺服控制系統(tǒng)，水池實驗結(jié)果表明，基于速度內(nèi)環(huán)和位置外環(huán)的水下機(jī)械手雙閉環(huán)位置伺服控制系統(tǒng)適合水下環(huán)境的要求，控制精度高，具有較好的抗干擾能力，同時也驗證了這種控制方法的有效性和可行性?？紤]到為無人無纜水下機(jī)器人AUV所配備的水下機(jī)械手的應(yīng)用背景及工作環(huán)境的特殊性，控制系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的大時延會影響整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)的控制品質(zhì)。針對這一問題，本文提出了在水下機(jī)械手閉環(huán)系統(tǒng)的前向通道和反饋通道增加了時延緩沖器和時延補(bǔ)償器的方法，以減小時延對水下機(jī)械手控制系統(tǒng)的影響。前向通道時延補(bǔ)償器采用SMIM補(bǔ)償。SMITH補(bǔ)償是在閉環(huán)系統(tǒng)中增加一個補(bǔ)償環(huán)節(jié)，使補(bǔ)償后系統(tǒng)的控制通道及系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母不再含有延遲環(huán)節(jié)，從而改善控制系統(tǒng)的控制性能及穩(wěn)定性；反饋通道時延補(bǔ)償器是在控制系統(tǒng)的前向通道增加一個補(bǔ)償器，使補(bǔ)償后的系統(tǒng)等效于沒有時延時的控制系統(tǒng)，以減小時延對控制系統(tǒng)的影響。由于深海作業(yè)水下機(jī)械手的時延具有隨機(jī)性、可變性和不可預(yù)測性，是一種變時延。采用時延緩沖器，把變時延轉(zhuǎn)換成固定時延，再進(jìn)行時延補(bǔ)償控制。水池實驗結(jié)果驗證了本文所提時延補(bǔ)償方法的有效性和可行性。