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关键词： 专创融合   创新创业教育   教学改革   课程建设   人才培养  

摘要： 推动创新创业教育融入专业教育,是专业教学改革和人才培养质量提高的重要突破口。课程是人才培养的重要教学载体。针对工程技术类课程专业知识与创新创业融合不足的现状,课程教学团队以“机器人控制技术创新创业实践”课程为例,从课程“专创融合”思路、课程体系设计、课程考核方式等方面论述了专业课程教育与创新创业教育的融合方案,并在教学目标、教学内容、教学组织方式、考核方式以及教学团队五个方面进行专创融合教学改革,探索了机器人方向课程的创新创业实践教学方案,挖掘和充实了专业课程中的创新创业元素和资源,全面提升了自动化专业学生的创新创业能力。

关键词： 两轮机器人   智能控制   平衡控制   运动控制   综述  

摘要： 【目的】两轮自平衡机器人运动控制算法研究一直是机器人领域的研究热点,多数集中在姿态平衡、速度控制、轨迹跟踪控制等方面。【方法】从基于动力学模型的传统控制算法、数据驱动的自适应控制算法、状态观测器3个方面重点阐述了两轮自平衡机器人运动平衡控制的研究进展,并对比分析了多种控制策略的特点。【结果】1)基于模型的控制器设计应考虑关节摩擦-阻尼特性、系统质心的动力学等动力学误差项,未知的系统参数估计,非线性项的识别、抵消或者处理等,以提高模型的精确程度;2)在控制算法的设计中,应根据被控对象和应用场景选择基于模型的控制方法或数据驱动的控制方法或两种方法的结合,以达到最佳的控制效果;3)未来应重点关注两轮机械手、轨迹规划、编队控制以及安全调节等其他方面。【结论】两轮自平衡机器人已经取得了长足的发展,本研究可为提高两轮自平衡机器人的运动稳定性和实用性提供参考。

关键词： 智能制造   机器人   应用型本科   改革探索  

摘要： 智能制造行业的快速发展对应用型机器人技术人才的培养提出了更高的要求,针对应用型本科高校机器人工程专业的机器人控制技术课程中存在的重理论轻实践,教学内容枯燥,学生专注考研上课积极性不高等教学现状,展开创新教学内容和教学策略的课程教学改革探索。首先,在教学内容上,通过理论结合应用知识的讲解和仿真设计实践训练,强化学生的实践能力,提高学生上课的积极性;其次,在教学策略上,通过梳理考研与专业课学习之间的关系、探索趣味性专业课的授课方法、分析专业课学习对未来就业的意义,激发学生对专业课的兴趣;最后,通过本课程教学改革探索,学生上课的积极性、实践能力以及教学效果都得到了明显地提升。

关键词： 计算机科学技术  

ISBN: (纸本)9787030778499

摘要： 《机器人控制技术——微体系结构集成电路设计》以机器人运动规划为控制对象，系统地介绍了机器人控制技术中微体系结构集成电路的设计与应用知识。《机器人控制技术——微体系结构集成电路设计》主要包括以下内容：机器人分析基础、机器人感知系统、机器人运动控制系统、微体系结构集成电路设计、数字集成电路设计和基于FPGA的集成电路设计。在内容编排上，《机器人控制技术——微体系结构集成电路设计》将理论知识与实践操作进行结合，力求使内容更具有实用性和应用性，同时还包括了多个国内外领先技术案例，可以帮助读者更好地了解机器人控制技术中微体系结构集成电路的研究和应用现状。

关键词： 机器人控制   视觉伺服   直接视觉伺服   图像特征描述方法   相似性度量   优化控制策略  

摘要： 视觉伺服作为一种利用图像信息来实现机器人闭环控制的方法,在移动机器人导航控制和机械臂高精度控制等方面有广泛的应用.相较于基于局部特征的经典视觉伺服方法,直接视觉伺服技术利用了更多的图像全局信息,在控制系统的鲁棒性和收敛性上有较大优势,因此本文重点从视觉处理和控制器设计两部分介绍直接视觉伺服技术.本文首先介绍了经典视觉伺服框架,然后研究了直接视觉伺服技术中的视觉特征描述方法、特征相似性度量方法,并对比了不同特征描述方法在收敛域和运算量等性能方面的差异,之后研究了直接视觉伺服中基于非线性优化等优化策略的控制器设计方法,最后展望了深度学习在直接视觉伺服中的作用.

关键词： 模糊控制   机器人控制   智能控制   优化控制   控制精度   精度优化   PID   实时性  

摘要： 针对机器人在磨抛零件过程中由于PID无法在线实时调参导致控制精度不高的问题,本文采用“语言类”智能控制手段——模糊控制对机器人操作过程进行优化控制,从而达到提高机器人控制精度和提高实时性的目的。

关键词： 清仓机器人   绳驱并联机构   运动学分析   工作空间   运动控制  

摘要： 煤仓是煤矿厂生产和运输煤炭过程中重要的装置,其储存和输送功能对煤炭的生产能力起着决定性的作用。随着采煤过程机械化与采矿生产集中化的不断提升,煤炭产量增大导致煤仓存储量逐渐增多,吞吐量越来越高,这容易使煤仓在使用过程中出现不同程度的粘壁与堵塞问题。为了解决上述问题,研究一种基于绳索驱动的清仓机器人及其控制技术,主要研究内容如下: 根据煤仓的结构与工作环境,设计清仓机器人整体的系统平台,清仓作业机构选择折叠连杆形式,绳索驱动并联机构构型选择三个吊点四根绳索的欠约束方案,所设计的绳索驱动单元机构集合了绕线与导线功能,最终确定清仓机器人清仓工作流程。 建立清仓机器人运动学模型,根据闭环矢量法则推导位置正解和逆解;分析定滑轮对清仓机器人位置精度的影响;推导速度、加速度关系;对清仓机器人的圆周运动与绕轴转动运动进行数值仿真。 构建清仓机器人静力学平衡方程;利用蒙特卡洛方法,计算清仓机器人工作空间;建立清仓机器人动力学模型,为规避绳索虚牵引现象搭建了绳索索力优化模型;分析清仓机器人刚度并建立刚度矩阵,确立了刚度矩阵评价指标,根据清仓机器人的工作空间进行刚度分析。 分析柔顺控制优缺点,考虑绳索驱动并联机构以及清仓机器人工作的特点研究力/位混合控制策略,搭建清仓机器人控制系统,详细介绍了硬件组成与功能,根据控制策略设计了清仓机器人控制软件流程方案。 采用扩充临界比例度法对控制器参数进行设定;分析在不同的速度条件下该控制策略对清仓机器人的控制状况,结果验证力/位混合控制策略对绳索索力分配的合理性和机器人末端跟踪的准确性。 图52幅;表10个;参45篇。

关键词： 隧道维护切割机器人   尺寸优化   工作轨迹规划   液压伺服控制  

摘要： 近些年来,随着隧道服役时间的增加,隧道产生了许多病害,如裂痕、渗水和衬砌腐蚀开裂等。衬砌病害是常见的隧道病害之一,它影响铁路隧道性能、车辆行驶和货物运输,对隧道结构的稳定性和安全性构成了威胁。传统的工程机械无法较好地解决衬砌病害维护过程灵活性、稳定性和精确性的问题。 本文以神朔铁路中运营时间最长,内部隧道病害严重的某隧道为对象进行分析研究,设计出能够完成隧道衬砌病害治理的隧道维护切割机器人。首先,分析隧道维护切割的工况设计出隧道维护切割机械臂。根据控制系统对灵活性、稳定性和精确性的要求完成了隧道维护切割机器人系统总体设计,对其电气、液压和程序部分以及液压伺服控制系统的硬件部分进行了设计。 其次,提出以可操作度为优化指标对隧道维护切割机器人的机械臂尺寸进行优化。对隧道维护切割机器人进行运动学分析,使用改进D-H参数法分析正、逆运动学并使用MATLAB进行验证,使用蒙特卡洛算法求解末端执行器运行空间。使用遗传算法对机械臂的杆长进行优化,优化后的可操作度提高了11.24%,优化后的工作空间变大,提高了机械臂作业的灵活性。 然后,使用关节空间轨迹规划和笛卡尔空间路径规划对隧道维护切割机器人的工作轨迹进行规划,在MATLAB中得到机械臂的大臂、中臂、小臂和锯切机支架的角度,结合博图软件对机械臂各个关节的启停的主程序设计和工作轨迹规划结果,进行了各个关节角度的子程序设计和人机界面设计。其中3-5-3多项式混合插值降低了机械臂的角速度与角加速度,提高了机械臂作业的稳定性。 最后,本文采用PID和模糊PID控制方法,进行了隧道维护切割机器人液压伺服系统控制精度的优化工作。使用Simulink分析系统的稳定性以及建立PID和模糊PID控制液压模型分析各臂的关节角度,进行AMESim和Simulink的联合仿真分析各臂液压缸位移。模糊PID控制优于PID控制,提高了液压伺服控制系统的精确性。 本文通过对隧道维护切割机器人研究,提高了机械臂作业的灵活性、稳定性和精确性,满足了隧道病害的维护切割任务,保证了隧道结构的稳定与安全。

关键词： 手势识别   YOLOv5   HaGRID   CBAM   Mesh  

摘要： 增强人机交互形式,对机器人控制具有重要意义。然而,目前控制方式多集中于遥控控制方式,与人的互动性不足。研究提出基于手势识别的YOLOv5l算法提升机器人控制的交互性能。首先,精简HaGRID手势数据集至8类,因手势在图像中属于小目标,采用带有CBAM注意力机制的YOLOv5l模型进行训练;其次,通过QT平台搭建控制系统,部署手势识别模型。对机器人进行Mesh组网,以广播机制传输控制指令。实验结果表明,该模型在HaGRID数据集上平均准确度达到98%,自建数据集平均准确度达到95%,检测速度34FPS,模型大小88.5MB,机器人可建立Mesh网络,通过手势识别控制机器人运动。