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基于机器人的运动控制系统设计

随着我国经济、国防和科技的不断发展,机器人的应用也越来越普及,机器人的应用不仅大大提高了工业生产的效率,并且改善了产品的生产质量。通过利用机器人技术手段,可以将工业制造、工业生产以及智能家居提高到一个新的台阶,对机器人的运动控制系统进行设计。主要从运动  (本文共4页) 阅读全文>>

中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)
中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)

面向巡检应用的全向轮式机器人的运动控制系统设计与实现

巡检应用的轮式机器人采用多种传感器技术,以轮式架构为基础,机动灵活、定位精度高。能够实现既定目标自主定位、巡检,准确无误地完成任务,本论文巡检机器人主要用于完成对变电站仪器设备的检测。巡检机器人可实时监测设备的运营状况,对出现的异常情况能够及时发出警报,提醒工作人员检修该设备,不致出现安全隐患。变电站只需投入很少的人力、物力便可正常运转,提高了变电站的运行效率。本论文首先结合国内外对巡检应用的机器人的运动构架及运动机理进行了简单的阐述。详细介绍了以麦克纳姆轮(Macanum wheel)或全方位轮为架构的差速驱动方式下的机器人存在的优缺点,设计了一种全驱全向方式运动的轮式机器人,构建了运动系统的数学模型,运用数学公式及刚体运动学相关原理建立了运动系统的运动学方程,分析了该机器人的运动特性,为整个运动控制系统的设计和实际应用提供可靠的理论依据。本文机器人运动控制系统基于STM32微处理器,通过步进电机实现转向、直流电机实现移动,构...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

陕西科技大学
陕西科技大学

视觉定位装配机器人的运动控制系统设计

在人工成本不断攀升的背景下,企业对自动化以及智能化产品的需求不断扩大,不同功能类型的机器人在企业中逐渐普及。作为工业领域最重要机种之一的装配机器人在企业生产过程中的运用越来越广泛,设计与开发也日趋成熟。然而,受到装配精度、价格以及智能化程度的影响,装配机器人很难被大众化中小型企业所接受,在很多装配车间,依然依靠大量的人工对产品进行装配。运动控制系统是装配机器人实现复杂装配技术的关键系统。本文以视觉定位装配机器人为研究对象,实用性为理念,控制精度为核心,实现精密装配为最终目标,开发一款经济、实用、智能的运动控制系统,实现在工件和装配点位姿随机的情况下,高精度、高效率地完成自动化装配的目的。(1)通过详细地分析装配工艺过程,明确装配机器人运动控制系统所要实现的功能。并以此为依据,完成各主要硬件的选型,并结合所选硬件和实际控制要求,完成运动控制系统的总体方案设计。上位机选用电脑,下位机选用PLC,上位机与PLC之间通过RS485串口通...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

济南大学
济南大学

基于dSPACE的履带式机器人运动控制系统设计

随着人们对葡萄需求量的日益增多,我国葡萄的种植面积也呈逐年扩大趋势。葡萄园植保设备是葡萄喷雾施药的方式之一,我国葡萄园多以垄行方式种植,其垄行地面的凹凸情况、土壤干湿状况等因素复杂多变,普通的轮式、腿式机器人不易进入到这种环境中进行作业,而履带式机器人具有较宽的支撑面积、较小的接地压强、良好的通过性等特点,适合在非结构化的葡萄园中进行行驶作业。履带式机器人实现自主行驶作业的基础和前提是行走、转向精确可控。本文研究对象─履带式机器人采用的是双直流电机驱动行进和双电机差速转向运动方式。在履带式机器人行进速度控制方面,首先研究了直流电机驱动原理、转速测量原理,采用转速、电流双闭环转速控制方法,设计了转速PID控制器。然后建立了基于Simulink的直流电机转速控制模型,并对直流电机的转速特性及PID的参数调节进行仿真测试。最后采用双直流电机驱动行进的控制方式,在Simulink中建立双电机驱动行进的控制算法模型,并通过dSPACE半实...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

助行机器人运动控制系统设计

随着生活水平的提高,人们的平均寿命越来越长,老龄化已成为世界范围内的重大问题。越来越多的老年人需要得到照顾,社会保障和服务体系承受着巨大的压力。因此研制并开发用于助老、助残的助行机器人,在当今世界老龄化的背景下,显得尤为重要。本文提出了一种助行机器人的设计方案,首先通过对国内外助行机器人技术发展和研究现状的概述,提出了助行机器人系统的关键组成部分,并在此基础上结合系统的设计目标,进行了助行机器人的总体方案设计。接着对助行机器人运动控制系统的软硬件进行了设计,实现了机器人在电机驱动下的基本运动功能,以及机器人与环境、使用者之间的信息交互。最后进行了运动控制算法的设计,本文提出了一种两层结构的运动控制算法,第一层是基于使用者行走意图的运动控制方法,第二层采用共享控制的方法,通过对第一层控制输出,环境信息以及使用者行走速度的综合考量,在使用者及助行器之间分配系统的控制权,保证助行过程的舒适,安全。  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

基于FPGA的两轮机器人运动控制系统设计

两轮机器人的优点:体积较小、结构比较简单、运动相对灵活、能在狭小空间内工作。这些优点为两轮机器人的广泛应用创造了条件。两轮机器人的研究已经形成一门独立的学科,其中两轮机器人的控制算法研究十分关键。本文对两轮机器人进行数学建模、仿真,并对PID、LQR这两种运动控制算法做了详细的分析和研究。具体的工作内容如下:第一:采用拉格朗日方程对两轮机器人进行系统动力学建模。本文首先对两轮机器人进行系统动力学分析,运用拉格朗日方程针对两轮机器人系统建立机器人动力学模型,然后对系统方程进行线性化处理,并根据机器人的系统各部件参数实测值对系统的能控性、能观性做了深入的研究,最后用李雅普诺夫第一法进行稳定性判断,为后续两种控制器的设计提供了理论依据。第二:对系统动力学模型线性化处理,设计线性二次型调节器控制器。对系统动力学模型线性处理之后,设计线性二次型调节器,重点分析了权矩阵R、Q对系统性能的影响,通过仿真试凑法确定了加权矩阵Q和R的值,实验证明...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>