国家自然科学基金(51175107)
- 作品数：4 被引量：31H指数：3
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- 基于无源性理论的柔性关节控制器设计被引量：11
- 2013年
- 为了提高柔性关节机器人的轨迹跟踪精度和抖动抑制能力,设计了一种基于无源性理论的柔性关节控制器.通过Simulink仿真验证和简化了该控制器,使其更加适合于多自由度机器人的控制.用于实验的7自由度机器人采用DSP+FPGA结构,数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)分别实现非线性部分和线性部分计算,避免了由于自由度的增加引起的关节控制器性能变化.实验结果表明,与传统的PD控制相比,基于无源性理论的柔性关节控制器具有力矩波动小以及抖动抑制快、稳态精度高等优点.
- 张奇谢宗武刘宏蔡鹤皋
- 关键词：柔性关节无源性现场可编程逻辑门阵列
- 机器人宇航员遥操作中手臂运动映射优化被引量：3
- 2012年
- 建立了基于虚拟现实的机器人宇航员遥操作系统,使用运动跟踪器实现了手臂的直观准确的遥操作控制.针对机器人宇航员与人体结构存在一定差异的问题,对传统手臂遥操作的笛卡尔空间运动映射方法存在映射精度和手臂构型的差异进行了分析.在此基础上,提出了一种优化运动映射方法,该方法利用增量控制保证机械臂末端的映射精度,利用工作空间匹配保证手臂构型的一致性,从而实现了操作者直观准确地对机器人宇航员的遥操作.手臂构型和运动跟踪的仿真结果验证了该优化运动映射方法的有效性.
- 夏晶蒋再男刘宏蔡鹤皋
- 关键词：运动映射遥操作虚拟现实
- FPGA软硬件编程方法的模块化关节控制器设计被引量：2
- 2013年
- 为了提高机器人关节控制的性能,设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)软硬件编程方法的模块化关节控制器。在控制器中,传感器采集和电流矢量控制采用标准硬件描述语言VHDL编写以提高电流控制的带宽,电流控制周期为50μs。机器人关节控制律在NiosⅡ处理器中以C语言实现,控制周期为200μs。自顶向下的层次化设计方法应用于矢量控制知识产权(IP)核设计,并给出矢量控制中的坐标变换、PI调节算法等功能模块的数据流图,整个矢量控制计算耗时3.48μs。该关节控制器应用到7自由度机器人中。实验结果表明,关节位置和电机力矩跟踪效果较好,且控制器对机器人构型不敏感。
- 张奇谢宗武刘宏蔡鹤皋
- 关键词：矢量控制关节控制器
- 具有谐波减速器的柔性关节参数辨识被引量：16
- 2014年
- 为了辨识具有谐波减速器的柔性关节模型的关键参数,设计了一套基于多传感器融合的离线辨识方法,根据电机的位置传感器、电流传感器和关节力矩传感器的实验数据完成柔性关节模型关键参数的辨识.首先,建立采用谐波减速器柔轮输出的柔性关节模型;然后,使用正反转加载力矩的方法辨识出电机的力矩系数;并在空载的情况下,由关节力矩和电机输出力矩分别辨识出关节端和电机端的摩擦力;最后,采用敲击法初步辨识出关节的刚度和阻尼后,在关节位置受限条件下,逐渐增加电机输出力矩,得到柔性关节刚度和关节力矩的非线性关系.多次实验的结果显示,辨识出的参数具有较高的重复性,验证了该方法的有效性.
- 张奇刘振谢宗武杨海涛刘宏蔡鹤皋
- 关键词：柔性关节参数辨识谐波减速器
