摘要：在单框架控制力矩陀螺 (SGCMG)系统操纵律的设计中 ,通常假定框架伺服系统具有理想的伺服跟踪性能 .然而 ,框架伺服系统有限的带宽和实际存在的各种扰动力矩都会使其跟踪性能下降 .为抑制SGCMG框架伺服特性对操纵性能的影响 ,设计了一种新型操纵律 .该操纵律综合考虑了SGCMG系统运动学和动力学特性 ,可以根据航天器姿态控制给出的角动量 (或力矩 )指令 ,直接计算出每个SGCMG框架驱动系统所需的控制力矩 .由于操纵律没有算法奇异 ,在SGCMG系统不出现运动奇异的情况下 ,可使操纵误差指数收敛至零 .同时 ,操纵律形式简单 ,易于实现 .应用在航天器上的某 4 SGCMG系统的仿真结果表明 ,上述操纵律是可行的 .

摘要：广播是无线传感器网络一项重要的操作,而网络中节点能量通常受限且通信链路不稳定。针对低占空比传感器网络中引入机器人作为可移动汇点的场景,设计了考虑延迟和能耗的高效广播策略。首先采用最小覆盖圆算法,寻找最优广播位置。然后提出了一种延迟约束的高能效广播树算法(DCEBT)。DCEBT在构造广播树时,使用新的量度来充分利用无线广播特性减小能耗,同时基于地理位置对节点进行延迟约束。结果表明,利用机器人的移动性优化广播位置可改善广播性能。而和目前常用的方法相比,DCEBT在保持延迟性能相当的条件下,能大幅提高能量效率。

摘要：针对传统核辐射探测与应急处理机器人小型机械臂结构复杂、夹持物体重量小的问题，设计了一种新的机械臂抓持系统，该系统的特点是利用杠杆滑槽式手爪结构作为夹持部分，并实现了机械臂的小臂和大臂的机电一体化设计，因而机械结构简单、轻质，夹持物体重量大。仿真分析与实验结果表明，该机械臂可满足核辐射探测与应急处理机器人的应用需求。

摘要：从无框架立体定向脑外科手术的临床需求出发 ,设计了微创神经外科机器人黎元BH 6 0 0的控制系统 .分析确定了系统的控制结构及实施方案 ,对脑外科机器人的硬件和软件进行了设计 ,建立了脑外科机器人手术规划和控制平台 .通过实验和临床应用结果 。

摘要：针对核事故现场的物理屏蔽严重、应急处置作业条件复杂、作业对象不明确等特点,研究并设计了一款基于动态自组网的机器人遥操作系统。在自组织网络实时Mesh保持良好通讯的情况下,利用叠加在真实回传视频中的虚拟模型,提出一种基于空间梯度的人工势场力觉引导算法。操作者可通过观察视觉交互系统中模型的变化和感受施加在自研主手的引导力,提高时延条件下的操作效率和临场感。实验表明,核辐射条件下遥操作系统130 m的通讯时延在30 ms以下,可满足视频传输的带宽要求。力觉引导下的物体避障抓取实验验证了算法的可行性和遥操作系统的工程实用性。因此,本文设计的基于动态自组网的机器人遥操作系统,可使操作者以更加直观自然的方式参与到遥操作系统中,有效提高操作员完成复杂遥操作任务的安全性和操作性能。

摘要：数据臂是可佩戴的人机交互设备。首先综述了国内外数据臂的研究,其次基于平面四杆机构和空间机构运动的确定性原理,设计了一种机构测量式的新型7自由度外骨架数据臂,给出了机构简图和数据臂测量人手臂运动信息的机构原理、建立了传感器与测量关节之间数学关系模型,探讨了一般异构机器人的控制方法,然后加工出样机数据臂并进行了走直线轨迹和圆轨迹试验、遥操作控制试验,给出了数据臂的试验曲线,证明了数据臂应用于遥操作控制等领域的有效性。

摘要：为克服非最小相位特性对控制器设计的影响 ,可把 DC/DC升压变换器的输出电压控制问题转化为对电感电流的控制 ,并采用串级结构的控制器。控制器的内环采用基于电感和输入电压估计的自适应控制算法 ,以电感电流为被控量 ;外环则采用 PI控制算法 ,以电容电压为被控量。此种结构的控制器不但可使被控系统获得良好的动态特性 ,而且对负载电阻、电容、电感、输入电压等参数变化有着很强的鲁棒性。对 DC/DC升压变换器的仿真结果表明 ,上述控制方案是可行的。

摘要：针对遥操作系统所处未知扰动环境建模的问题,提出一种无环境力反馈的具有扰动补偿能力的自适应控制器,并将其与双边控制结构相结合。首先,建立了受未知环境不确定性影响的遥操作系统非线性动力学模型,设计了自适应扰动补偿方法,利用自适应神经网络处理未知环境模型的问题,进而给出了时延上界和时延变化率上界已知情况下系统渐进稳定的充分条件。仿真实验结果表明,所设计的控制器能够保证良好的位置跟踪能力,环境适应性强,证明了方法的有效性。

摘要：作为冗余机械臂结构设计和控制算法设计的理论基础，本文对机械臂的运动奇异性问题进行了分析。引入了冗余机械臂零运动微分动力系统的概念，根据非线性奇异性理论，研究了冗余机械臂奇异状态的局部拓扑性质及可回避性，提出了一种冗余机械臂系统奇异状态类型及可回避性的新方法，其结果适用于任意冗余的机械臂系统。

摘要：对仿壁虎机器人的步态规划问题进行探讨,在观察分析大壁虎爬行方式的基础上,总结出1324、伪1324以及对角线三种步态,并简要介绍不同步态规划之间的区别,最终选择对角线步态作为仿壁虎机器人的爬行步态。在此基础上设计仿壁虎机器人的直线位移步态规划和原地转弯步态规划。针对仿壁虎机器人的单足路径规划,根据步态规划结果将每一条步行足的运动过程分为支撑相和摆动相两种状态,通过对路径约束条件的分析,用多项式逼近的方法分别得出仿壁虎机器人单足路径支撑相和摆动相的一般性表达式,为计算关节控制量提供相应的依据。最后结合实际研制的仿壁虎机器人对步态路径规划进行实例仿真分析,得出支撑相和摆动相的位移时间关系,证明用多项式逼近的方法生成的路径曲线具有良好的起落特性,为仿壁虎机器人的稳定姿态爬行移动控制提供了理论依据。