摘要：利用Backstepping控制算法实现具有差速转向特征的履腿复合式移动机器人的轨迹跟踪控制。提出基于Backstepping方法的机器人轨迹跟踪控制总体方案;在完成机器人运动学建模的基础上,设计基于Backstepping方法的轨迹跟踪控制律。利用该跟踪控制算法实现了履腿复合式移动机器人进行直线与圆形两种轨迹跟踪的实验验证,并与传统的PID轨迹跟踪控制算法进行对比实验。实验结果表明,基于Backstepping方法的轨迹跟踪控制律能够更快速有效地进行轨迹跟踪,具有更好的控制性能。

摘要：针对依靠单变量阈值过程监控等方式已经无法满足对系统实时监测的要求,本论文引入多变量过程统计监控方法。主元分析法(Principal component analysis,PCA)和基于小波分析的滤波方法,结果显示其能够有效提高其对微小故障的检测能力。通过建立正常运行状态下的多变量统计模型,拟应用于多变量过程统计监控的预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)系统,为复杂系统的故障诊断提供一种有效的监测方法。

摘要：利用温度传感器DS18B20与AT89C51单片机构建温度采集监控硬件系统,上位机采用LabVIEW平台开发应用程序,通过串口通信实现温度采集系统与上位机之间的数据传输与通信;系统可以实现温度实时数据的采集、显示、报警、存储与回放;当实际温度超过设定范围时,输出信号进行加热或通风操作;温度检测系统在电热水壶周围进行温度检测时的界面,温度分别达到了47.5℃及65.3℃;表明,该系统可以有效地监测温室大棚及工厂环境中的实时温度及其变化,具有较强的可靠性与实用性。

摘要：针对管道机器人过弯时驱动轮与管壁间的相对滑动问题以及机体对管径尺寸的适应问题,设计了采用单电机进行驱动并具有自主差动特性和自适应变径特性的管道机器人。分析了机体差动机构的传动特性,从理论上推导了管道机器人变径机构工作状态时的受力方程,得到了机器人运行时驱动轮与管壁之间的力学关系式。构建了机器人在管内的运动位姿模型,并研究了机器人在不同位姿条件下的模型中各个变量之间的对应关系。分别建立了管道机器人在弯管和变径管中运行的虚拟样机模型,最后通过仿真实验对管道机器人的自主差动特性和自适应变径特性进行了验证。研究结果表明,管道机器人可以无干涉地通过弯管,在变径管中运行时也能有效地实现自主变径,并展现出了良好的驱动性能。

摘要：针对特定工作条件下机器人位姿测量问题,研究和设计了一种简易的基于单目视觉的位姿测量系统,提出了一种精确的靶标检测算法与单目视觉测量方法相结合的方案,可实现机器人位姿的测量。首先,通过图像预处理和靶标检测算法提取靶标在图像中的坐标,其中图像预处理包括中值滤波、边缘检测和图像形态学膨胀等过程。然后进行测量模型的标定,用最小二乘法求解模型参数,利用建立的测量模型进行坐标系的转换,将所得靶标图像二维像素坐标转换成三维世界坐标,从而得到靶标在世界坐标系中的位姿。实验证明了该方法的准确性和有效性,满足测量要求。

摘要：基于语音识别设计了针对脑瘫患儿的数字语音训练系统。应用人机交互(HRI)技术与仿生机械手动作控制相结合达到提升脑瘫(CP)康复训练效果的目的。该系统中控制器采用Arduino MEGA 2560为主控制器,显示屏LCD1602作为人机交互数据显示界面,通过LD3320语音芯片实现人机语音交互功能。人机交互功能是通过Labview环境展开,可实现人、机器人的手势与动作的实时交互训练与评价。该系统可训练脑瘫患者反应能力、语言表述能力以及认识手势动作数字动作能力,为提升脑瘫康复训练系统提供关键技术。