摘要：针对单球自平衡移动机器人建模复杂及自平衡控制算法准确性与可靠性不足等问题,通过将单球自平衡移动机器人模型等效为原理简单、理论成熟的一级倒立摆模型及IASMP模型,极大地降低了单球自平衡移动机器人系统建模与优化的复杂程度,提高了其建模与自平衡控制算法的准确性与可靠性,为单球自平衡移动机器人样机的优化与实验分析提供了理论依据。最后对单球自平衡移动机器人样机进行了实验分析,验证了所建模型及控制算法的有效性。

摘要：通过对传统Delta机器人的分析,介绍了一种新型的Delta机器人结构,并运用ANSYS Workbench 14.0对传统Delta机器人结构以及新型Delta机器人结构进行静力学分析。通过对两种机器人结构模型的总变形量和应力分析结果进行比较分析,证明新型机器人结构的静力学性能得到了有效的提高,增强了Delta机器人的刚性和稳定性,并为新型Delta机器人后续的结构优化和控制系统的设计提供了参考依据。

摘要：介绍了目前我国APT人工布料过程的基本现状,针对人工布料劳动强度大、效率低,且影响工作人员健康等问题,通过对APT无动力布料器数学模型的运动分析,研究设计了一种能够实现无动力自动均匀布料的装置。运用FLUENT软件仿真,采用k-ε湍流模型与壁面滑移相结合的方法,得到无动力布料器出口速度和出口压力云图。结果表明,进料口速度在10 m/s左右,可以驱动布料器旋转,物流均匀散落,可以实现无动力均匀布料,同时仿真结果验证了布料器设计的合理性。

摘要：为针对单球移动机器人状态不完全可测及抗干扰能力弱的问题,提出一种基于高增益观测器分离定理的欠驱动滑模控制。首先,将单球移动机器人简化为二维倒立摆系统,并建立了拉格朗日动力学模型;然后,设计了欠驱动滑模控制器在机器人自平衡的同时,进行轨迹跟踪,实现机器人位姿的实时控制,并验证了系统的稳定及收敛性;再者,针对机器人运动过程角速度、位移速度等不可测量的问题,设计了高增益观测器来估计其状态,并对其观测误差进行了有界判定;最后,通过仿真和实验对控制方法进行了验证,结果显示:相比与传统控制方法,机器人在自平衡和轨迹跟踪时,动态品质更优,且无异常抖动,具有良好的应用前景。

摘要：为了给多轴运动控制平台提供二次开发,提出利用以STM32芯片为核心的组件式硬件资源,利用Free RTOS实时系统和EMWIN图形系统模块化软件平台。首先详细地研究了空间连杆开式链的运动学模型,并采用D—H参数矩阵法处理变换矩阵,求解出执行点的位姿;然后采用开放性系统架构集成式硬件设计,便于拓展机器人控制系统的新功能和增强机器人抗干扰性能,并立足于STM32芯片搭建了模块化软件平台Free RTOS实时系统和图形系统EMWIN应用层面;最后为了保证各个运动轴信息采集、数据运算和运动执行的同步进行,采用软硬件协同技术进行设计,并通过对二质量伺服电机系统PID算法进行控制,调节PWM输出使运动控制器平稳运动。