仿猿双臂手大阻尼欠驱动连续移动控制与实验.ppt
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1、仿猿双臂手大阻尼欠驱动连续移动控制与实验,答辩人:黄民昌 导 师:吴伟国 教授,仿生仿人机器人及其智能运动控制研究室,目 录,Contents,仿生仿人机器人及其智能运动控制研究室,1,课题研究的背景和意义,2,国内外的研究概况,3,主要研究内容,4,课题研究方案,5,预期达到的目标和取得的研究成果,6,课题研究进度安排与已完成的工作,7,已具备的条件和可能遇到的问题,灵长类仿生机器人,课题研究背景,灵长类动物能够在树枝间进行灵活快速的悬臂摆荡移动,课题研究现状摆荡机器人,Fukuda课题组:灵长类仿生领域最领先地位;,BMR机器人,Brachiator III,添加视觉伺服系统 的Brach
2、iator III,Gorilla Robot III,其他学者: 国外:Meghdari(CEDRA机器人),Rosa(Gibbot) 国内:哈工大吴伟国教授,张晓华教授,东北大学程红太副教授,课题研究现状Acrobot,Acrobot因为它有欠驱动、强耦合、非线性,结构简单却控制复杂的特点,常常成为各种非线性控制理论的“试验田”,Acrobot的控制目标为从下摆平衡位置,摇起到倒立位置平衡。 国内外的理论方法有: 国外:反馈线性化理论和能量泵入法(Spong,被引量605),李雅普诺夫方法,强化学习法,LQR控制法等 国内:模糊控制,基于倒转方法的摇起轨迹控制,遗传算法,粒子群优化算法,滑
3、膜变结构控制等,课题研究现状大阻尼欠驱动机器人,连杆机器人:引进大阻尼,利于提高机器人可控性,大阻尼时能减弱欠驱动关节的运动耦合。,仿猿机器人:引进大阻尼,能赢得更多的抓握时间,提高抓杆可靠性。,可抓握区域,国外:Arai(制动-放开-制动的运动方式) Oliver(重力与摩擦力补偿) Olivares和Staffetti(嵌入最优控制) 国内:陈炜(分阶段关节空间位置控制) 任志全(模糊控制),国内:仿生仿人机器人及其智能运动控制研究室,课题研究现状小结,仿生摆荡运动机器人还存在待解决的问题: 所简化的模型都是刚体模型,而且没有考虑杆件的变形; 连续摆荡运动中,系统能量只能与摆荡构型同时调节
4、,缺乏灵活性,对系统前馈要求严格; 手爪的形状都是弯勾状或大开合的夹具。大大降低了抓握难度; 大部分机器人只能抓握同等高度的桁架杆,抓杆策略的适用性和鲁棒性比较差 一些机器人依靠控制律无法自主从稳定位置摇起,需要额外添加正确方向的扰动。 Acrobot机器人的摇起方法不完全适用于仿生摆荡机器人,励振效率低下。,研究内容,仿猿双臂机器人结构,运动图解:分为励振阶段(图a-d)、过渡阶段(图e-f)、抓握阶段(图g-k)、连续移动阶段(图l-q),研究内容,运动图解:过渡阶段(图e-f)、抓握阶段(图g-k)、连续移动阶段(图l-q),研究内容,本课题先前研究中遗留的问题: 理论研究: 机器人的励
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