5R机器人运动分析与轨迹规划

根据机器人上下料的设计要求,对五自由度机器人进行机构介绍。通过机器人运动学的正逆求解得出运动学方程和各关节位姿。应用ADMAS对上下料机器人进行运动仿真,对机器人的运行轨迹进行分析,为进一步深入研究码垛机器人奠定基础。     

驾驶机器人换挡机械手刚柔耦合运动分析

为揭示换挡机械手连杆弹性变形对换挡位移和速度的影响,本文中进行了驾驶机器人换挡机械手刚柔耦合运动分析。首先在分析换挡机械手运动原理的基础上,建立了换挡机械手运动学模型,推导了换挡机械手运动学方程,通过运动学方程求逆得到了选挡和挂挡电机轴的位移。然后分别建立了换挡机械手的多刚体模型和刚柔耦合模型,并将选挡和挂挡电机轴的位移作为输入,进行换挡机械手两种模型运动学对比仿真,以分析换挡机械手运动轨迹和换挡误差。最后进行整车换挡位移和速度的仿真和试验,结果两者的趋势基本一致。     

基于Udwadia-Kalaba方程的交通锥机器人编队摆放控制方法

针对交通锥摆放问题，以一类装有标准交通锥模型的移动机器人为研究对象，提出一种新的编队摆放动态控制方法。该方法根据编队摆放条件，构造出交通锥机器人编队摆放的运动学约束，并将编队摆放约束视为控制目标。基于Udwadia-Kalaba方程，建立满足编队摆放的动力学模型，设计基于模型的编队摆放控制器。研究结果表明：所提控制方法能够实现交通锥机器人的编队要求，可进一步解决当前交通锥有序摆放问题。相较于基于领航者-跟随者模型的模型预测控制和基于神经动力学反步控制，所提出的基于模型设计的控制方法，具有编队距离误差收敛速度快和扭矩易于优化等特点。并借助MATLAB仿真软件和物理试验平台，对所提控制方法进行了仿真与试验验证，实现了三角形工况以及直线工况下交通锥机器人的编队摆放控制。试验结果验证了该控制系统的实用性和有效性，为交通锥的摆放提供了一个新的研究思路。     

基于传递函数的汽车整车模型

本文利用基本的汽车运动学方程和发动机模型推导了整车的传递函数，最后进行了模型仿真，本模型的建立为汽车动力学分析奠定了基础。     

模具曲面抛光过程中表面去除的试验研究

本文分析了模具曲面抛光工艺过程，指出了影响抛光过程中表面去除的主要因素，并利用在PUMA－562型机器人上开发的模具自动抛光试验系统对抛光的表面去除问题进行了试验研究，得到了模具曲面抛光时表面去除的规律，对自动抛光工艺规划具有指导意义。     

多连杆式前悬架主销轴线的确定

应用ADAMS软件的CAR模块建立轿车多连杆式前悬架和转向系统的多体运动学模型，对主销和前轮定位角进行仿真计算研究。同时还应用空间运动学中的瞬时螺旋轴方法建立同种悬架的数学模型，研究分析主销和前轮定位角随车轮上下跳动时的变化规律。采用两种方法仿真计算结果的一致性说明这两种方法都是确定多连杆式前悬架主销和前轮定位角的行之有效的方法。     

无人驾驶机器人机械腿模糊监督控制

为实现对无人驾驶机器人机械腿运动的精确控制,提出了一种模糊监督控制方法。通过对驾驶机器人机械腿操纵自动挡汽车油门/制动踏板的运动分析,描述了机械腿各杆件的运动学关系,并建立了机械腿的拉格朗日动力学模型。在此基础上,设计了一种模糊监督控制器,并通过Lyapunov稳定性分析原理,验证了跟踪误差的收敛性,保证了机械腿对位移跟踪的稳定性。模糊监督控制器以机械腿的位移跟踪误差及误差变化率为输入,位移跟踪过程中,实时监测跟踪误差的变化趋势,当误差不超过给定值时,模糊控制器单独作用,当误差超出给定值,采用模糊监督控制器。最后,设计了一种油门/制动机械腿切换控制器,搭建了油门/制动机械腿车速跟踪仿真模型,仿真结果与实车试验数据比较,验证了提出方法的有效性。     

驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿

为了减小长期自动驾驶过程中制动性能下降带来的影响,提出了一种驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿方法。首先建立了以车速和制动踏板力为输入,制动力矩为输出的驾驶机器人车辆制动性能离线自学习模型。然后考虑到驾驶机器人车辆长期自动驾驶导致离线自学习模型可靠性下降,建立了以车速和制动踏板力为输入,制动力矩为输出的扩展自回归在线辨识模型,并采用模糊变遗忘因子递推最小二乘法进行参数辨识。模糊变遗忘因子递推最小二乘法通过引入遗忘因子的方式,对数据施加时变加权系数,以避免出现数据增长导致的数据饱和现象。模糊变遗忘因子控制器以制动力矩辨识误差为输入,经模糊规则推理实时输出合适的遗忘因子进行参数辨识,能够有效均衡驾驶机器人车辆制动性能参数辨识的稳定性与收敛速度。驾驶机器人车辆自动驾驶过程中,根据当前车速与目标车速的大小计算出所需的制动力矩,加上反馈回来的制动力矩误差,并结合当前时刻的车速,利用制动性能离线自学习模型与机械腿逆向运动学模型实时计算出制动电机输出位移量,实现对驾驶机器人车辆制动力矩的在线补偿。仿真与试验结果表明:利用所提出的方法对车辆动态制动力矩进行辨识时,通过调节遗忘因子,辨识结果能够快速收敛且辨识误差较小。在此基础上,控制驾驶机器人车辆进行纵向车速跟踪时,能够有效减小制动性能下降造成的影响,保证控制车速跟踪误差在±1km·h-1之内。     

黑龙江省公路运输系统仿真模型研究

运用系统运动学的原理和方法，使用连续系统Ｄｙｎａｍｏ仿真语言，模拟了黑龙江省公路运输系统，建立了仿真模型。模型探讨了在国家政策和各种客观允许情况下，黑龙江省公路运输系统的发展，并在政策变量的改变睛对公路运输系统的发展进行了仿真和结果的分析。以此可以确定达到期望目标应采取的策略措施，以及为了更好地发展黑龙江省的公路运输而应进行调理。最后，对模型的有效性进行了分析论证。     

基于虚拟样机技术的空气悬架运动学研究

以某大型客车的空气弹簧独立悬架为例,利用基于虚拟样机技术开发的多体动力学软件ADAMS建立其多体运动学模型,并进行其刚体运动学和弹体运动学仿真分析研究。