国家自然科学基金(60574076)
- 作品数：12 被引量：65H指数：5
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- 二级倒立摆UD2UU的仿人智能控制分析
- 2012年
- 二级倒立摆的两根摆杆可构成4个平衡点(down-down,down-up,up-down,up-up),4个平衡点之间可构成12个转换动作与8个自旋动作。针对平衡点间转换动作中up-down到up-up(UD2UU)的非线性欠驱动控制问题,应用基于动觉智能图式的仿人智能控制方法,设计出具有多控制器和多控制模态结构的控制系统。以开闭环结合及正负反馈结合的方法设计出各控制模态的控制律,以基于特征模型的关联图式实现各控制模态之间的有序切换。详细介绍了仿人智能控制器设计的过程,实时控制的实例证明了控制理论与方法的有效性。
- 但远宏李祖枢张小川谭智
- 关键词：倒立摆
- 环形二级倒立摆的建模与能观性和能控性分析被引量：2
- 2007年
- 应用拉格朗日方法推导出环形二级倒立摆的数学模型,对该模型在其4个平衡位置处进行了线性化处理,得到了4个线性化状态方程,进而分别推导出4个平衡位置的能观性与能控性矩阵.利用Matlab软件建立了仿真模型,并进行了模型的正确性检验.
- 但远宏赖红霞
- 关键词：倒立摆数学模型能观性能控性
- 基于卡尔曼滤波的倒立摆控制系统噪声抑制被引量：10
- 2010年
- 在二级倒立摆稳摆控制中,摆杆的角度信号受到测量噪音污染,通过差分获取角速度时,该噪音被放大,导致稳摆控制器的输出产生较大的随机波动,同时电机作为执行器,也混入了较大的过程噪音.这两种噪音使系统出现较强抖动,既不利于摆杆稳定,也缩短了电机寿命.对此,将稳态卡尔曼滤波器与渐消记忆法结合起来,找到了确定稳态卡尔曼滤波器增益矩阵的有效方法,既克服了模型误差,又满足实时性要求,减小了电机抖动,取得了较好的效果.
- 祁虔李祖枢谭智但远宏肖琳
- 关键词：倒立摆
- 极坐标下基于迭代学习的移动机器人轨迹跟踪控制被引量：11
- 2010年
- 为提高自主移动机器人对一类特殊轨迹的重复跟踪能力,在极坐标下建立了3轮全向移动机器人的运动学模型,结合离散时域下对轨迹跟踪问题的描述方法,采用开闭环P型迭代学习控制算法,并在给定条件下证明了其收敛性,随着迭代次数的增加,该算法能够有效改善动态不确定环境中系统的稳定性与收敛的快速性。通过将仿真结果作用于实际动态系统的初始控制输入,从而在实际环境下能以较少的迭代过程来获取控制律。实验结果表明,在仿真环境下机器人可以较好地跟踪玫瑰曲线,在实际机器人测试中,机器人能够较好地跟踪期望轨迹,从而证实了该方法对提高自主移动机器人轨迹跟踪能力的可行性与有效性。
- 阎世梁张华张华王银玲
- 关键词：移动机器人运动学学习算法
- 双摆机器人摆杆平衡态任意转换运动控制的实现被引量：9
- 2010年
- 双摆机器人两摆杆具有一个自稳定(Down-down)和三个自不稳定(Down-up,up-down,up-up)的平衡状态,4个平衡状态之间可以构成12个相互转换的运动动作和8个自旋动作.本文运用基于动觉智能图式的仿人智能控制理论,设计具有基于特征辨识多控制模态结构的控制器;采用"类等效"的系统建模方法和改进型遗传算法,实现双摆机器人模型的精确辨识和其多模态控制器多参数的整定与优化,并解决了多控制模态之间的平滑切换,以及从仿真研究到实时控制成功的快速过渡等关键问题.以(Down-up)向(Up-down)状态的转换为例,说明了如何实现四个平衡状态之间的任意相互转换的运动控制,并介绍了仿人智能控制器设计的详细过程.仿真与实时控制的实例证明了设计理论与方法的有效性.
- 李祖枢但远宏张小川肖琳谭智
- 关键词：多模态控制改进型遗传算法
- 引入加速算子的遗传算法
- 2011年
- 在传统的遗传算法中引入加速算子,使搜索效率得到了很大的提高,能够迅速找到全局最优解。加速算子借鉴折半查找算法的思想,将其与相应的变步长策略相结合而得到。将具有较强的局部搜索能力加速协同算子与全局搜索能力较强的交叉和变异操作相结合,构成了一种新的进化遗传算法。对多个测试函数进行优化计算,结果证明了新算法的快速性和有效性。
- 张站立李祖枢但远宏谭智郝艳伟
- 关键词：遗传算法折半查找
- 基于卡尔曼滤波的双闭环直流电机系统状态观测器被引量：4
- 2009年
- 在直流电机双闭环调速系统(DFDCMS)简化模型的基础上,分析了饱和非线性DFDCMS的能控性和能观性,提出了饱和非线性DFDCMS的关键状态描述.针对这些关键状态,基于饱和非线性DFDCMS的分段线性模型和卡尔曼滤波(KF),提出并实现了DFDCMS的KF状态观测器.在仿真平台和实际系统上比较了无滤波器(NF)的状态观测器、带巴特沃斯滤波器(BF)的状态观测器、KF状态观测器在不同情况下对运动执行机构状态辨识的效果.实验表明,所提基于饱和非线性DFDCMS模型的卡尔曼滤波状态观测器能更为有效地反映测试系统的运行状态.
- 潘娅王姮王牛李永龙
- 关键词：卡尔曼滤波状态观测器
- 双足机器人动态步行实时步态生成
- 2011年
- 针对双足机器人动态步行生成关节运动轨迹复杂问题,提出了一种简单直观的实时步态生成方案。建立了平面五杆双足机器人动力学模型,通过模仿人类步行主要运动特征并根据双足机器人动态步行双腿姿态变化的要求,将动态步行复杂任务分解为顺序执行的四个过程,在关节空间相对坐标系下设计了躯干运动模式、摆动腿和支撑腿动作及步行速度调整模式,结合当前步行控制结果反馈实时产生稳定的关节运动轨迹。仿真实验验证了该方法的有效性,简单易实现。
- 刘成军李祖枢厚之成
- 关键词：双足机器人控制系统
- 带驱动直流电机两轮机器人运动系统仿真被引量：10
- 2008年
- 在两轮轮式机器人运动学特性以及直流电机系统的实际响应特性的基础上,分析了实际机器人的各个子系统。根据两轮机器人运动学特性建立了机器人运动模块,采用简化了的直流电机系统模型建立了电机及驱动模块,建立了给定限幅模块。这些模块构成了完整的带双闭环驱动直流电机系统的两轮机器人运动仿真系统。以RoboCup足球机器人系统作为验证平台,将提出的仿真系统、只采用理想运动学模型的仿真系统、带有二阶电机系统模型的仿真系统和实际系统四者的运行结果进行了对比。实验表明提出的仿真系统能更为有效地反映实际系统的运行情况,可以用于实际系统控制算法的仿真设计。
- 王牛李祖枢李永龙潘娅
- 关键词：两轮机器人运动学方程电机驱动系统
- 直流电机双闭环调速系统(DLM)的建模与辨识被引量：21
- 2008年
- 运用特征分析和"类等效"建模的方法,把直流电机双闭环调速系统的模型,简化成一个简单的具有非线性特性的状态空间模型.进而提出了通过实测系统的转速响应,利用改进的遗传算法对该模型参数进行精确辨识的方法.为检验方法的有效性,对该模型和常用模型进行了对比性验证实验.实验结果表明由此建模和参数辨识方法建立的模型结构合理,参数辨识精度高,可以很好的替代实际调速系统进行系统的设计.
- 李永龙李祖枢王牛
- 关键词：双闭环调速系统模型辨识遗传算法
