国家自然科学基金(51265021)
- 作品数：27 被引量：60H指数：7
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- 相关机构：兰州交通大学上海交通大学更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术自然科学总论机械工程航空宇航科学技术更多>>
- 浮动基多机协调吊运系统的动力响应仿真分析被引量：3
- 2021年
- 提出一种新型浮动基多机协调并联吊运系统,该系统由3台浮式机器人及柔索并联系统构成。以该系统为研究对象,利用D-H变换及齐次变换矩阵对整个系统进行运动学建模。根据流体力学理论建立了浮基的垂向的动力学方程。针对不同的吊运系统构型,利用拉格朗日方程分别建立了吊运系统的动力学模型。引入数值分析的思想,提出一种新的模型用于描述由于负载运动与浮基运动所产生的双向动力学耦合。并结合实例,采用数值仿真的方法,对不同耦合情况下整体系统在垂向的动力响应进行了分析比较。所得结论可用于该机构进一步的理论研究及样机研发,也可用于起重船吊物系统的动力响应研究。
- 王志睿赵志刚苏程单子伟
- 关键词：运动学模型动力学模型动力响应
- 考虑静刚度多机器人联合吊运系统可行域分析被引量：1
- 2017年
- 多机器人联合吊运系统的刚度导致的系统形变会使系统的可行域发生改变,为此需对多机器人联合吊运系统静刚度以及可行域进行分析。利用空间几何位置关系,得到了吊运系统位置方程。利用空间力平衡方程,得到了包含变机器人末端位置的机器人形变模型和柔索形变模型。不仅考虑了吊运系统静刚度模型中柔索的单向受拉性及柔索具有的自由度特性因素,并且结合了机器人刚性形变引起的末端位置变化,耦合机器人静刚度与柔索刚度建立了吊运系统的静刚度模型。最后结论得出考虑静刚度的可行域相对于未考虑静刚度在空间位置上发生了改变,并且得出柔索刚度对于吊运系统可行域的影响大于机器人刚度。
- 马延赵志刚王砚麟苏程
- 关键词：可行域静刚度多机器人
- 紧耦合多机器人协调吊运系统建模和稳定性分析被引量：1
- 2017年
- 基于紧耦合多机器人协调吊运系统的运动稳定性分析,提出了一种基于柔索拉力变化率及比值的方法来综合评价系统的运动稳定性。首先建立了耦合系统的运动学和动力学模型,接下来分析了紧耦合多机器人协调吊运系统的运动稳定性,当各条柔索拉力变化率很小,且比值均接近于1时,系统的运动稳定性较好。最后对一类吊运系统的运动学和运动稳定性进行了仿真,验证了方法的有效性。研究结果为柔索紧耦合多机器人协调吊运系统的有效工作空间分析和最优轨迹规划奠定了基础。
- 王砚麟赵志刚石广田李劲松
- 关键词：紧耦合多机器人系统稳定性分析
- 多机器人联合吊运系统可行域分析
- 2014年
- 针对多机器人协同吊运某物体的闭运动链的协调系统,定义了位置可行域和姿态可行域。对于定绳长、固定基多机器人联合吊运系统,通过物体的受力分析确定出可行域边界受力条件,由物体位置反解机器人末端位置得出可行域的大致范围。在Matlab中,基于蒙特卡罗算法,求解出精确的可行域。该方法避免了直接由工业机器人关节角求解可行域时变量太多、运算复杂的问题,为实现特定吊运轨迹的多机器人吊运系统构型设计提供了参考价值。
- 刘继涛赵志刚滕富军
- 关键词：多机器人可行域
- 多无人直升机吊运系统运动学与稳定性的仿真被引量：10
- 2013年
- 分析了多无人直升机协调吊运系统的结构模型,将其等效为多刚体柔索系统。随后分析了系统的运动学模型,建立了协调吊运系统中各架直升机的位置显式表达式,并利用刚体运动学原理简洁地推导出雅可比矩阵;接下来根据直升机的空间位置分析了系统负载分配方法。然后利用基于斜率的方法分析了系统的稳定性。最后利用软件UG/ADAMS/MATLAB建立了仿真实验平台,仿真实验表明利用所建运动模型可以实时求得直升机的运动,且运动状态平滑。
- 赵志刚吕恬生
- 关键词：直升机运动学模型稳定性
- 紧耦合多机器人联合吊运系统位置可行域的分析与求解
- 2015年
- 多机器人联合吊运系统可行域定义为吊运重物在空间可到达位置点的集合。以3台工业机器人为例,运用机器人运动学的知识解出机器人末端坐标。采用数学方法得出吊运重物的坐标。对物体进行力平衡、力矩平衡分析,解出绳索受力。对绳索力进行力平衡、力均衡判断。符合绳索受力要求的点就是可行域中的点。运用蒙特卡罗思想在MTALAB中仿真出可行域。可行域的求解是进行多机器人联合吊运系统研究的基础和前提。
- 滕富军赵志刚刘继涛
- 关键词：可行域
- 多机器人并联协调吊运系统轨迹跟踪控制被引量：3
- 2018年
- 多机器人并联协调吊运系统是多输入多输出、强耦合、非线性、大惯性、弱刚度,强时变性的复杂系统,并联柔索不但降低了非线性系统的精度,而且增加了控制的难度。为了实现吊运物的高精度平稳运动控制,针对多机器人并联协调吊运系统进行动力学及轨迹跟踪问题研究。首先,根据欠约束系统的特征,在利用闭环矢量和牛顿-欧拉方程建立了运动学和动力学方程基础上建立了多机器人并联协调吊运系统的误差模型;然后,为了尽快补偿模型误差和外界干扰,通过力-位混合控制策略对吊运物的轨迹进行跟踪控制;最后,分别采用基于BP神经网络的PID控制和基于模糊自调整的免疫PID控制方法对系统进行轨迹跟踪控制,进行MATLAB数值仿真。结果表明,控制策略和方法能够有效实现多机器人并联协调吊运系统的轨迹跟踪,为以后的实现智能控制和实际控制系统奠定了基础。
- 梁星星赵志刚苏程叶佳楠
- 关键词：多机器人
- 欠约束多机器人并联协调吊运系统运动控制
- 2020年
- 针对吊运过程中如何协调控制各机器人以实现负载高精度快速运动问题,采用了一种基于动力学模型前馈补偿+PD反馈的欠约束多机并联协调吊运系统轨迹跟踪控制方法。利用位置几何关系进行了逆运动学分析,并采用拉格朗日方程建立了系统的逆动力学模型。考虑到模型不确定性及外界扰动,采用前馈补偿+PD反馈控制方法进行轨迹跟踪控制。为了使被吊运物的轨迹跟踪控制更加快速准确,采用遗传算法对PD参数进行优化。理论分析和数值仿真结果表明,控制方法实现简单,能够快速有效地跟踪被吊运物的运动轨迹,满足被吊运物轨迹跟踪精度的要求。
- 姬笑磊赵志刚张李扬
- 关键词：多机器人前馈补偿
- 多机协调吊运系统综合多影响因子的位置稳定性评价方法
- 2023年
- 针对多机协调吊运系统由于欠约束特性导致的静平衡稳定性难以评价的问题,本文提出了综合多影响因子的位置稳定性评价方法。与传统方法不同,该方法将被吊运物中有运动任务需求的自由度定义为稳定自由度,其余自由度定义为欠稳定自由度,并将姿态自由度为稳定自由度时,影响稳定性的因素归结为位置自由度和各柔索拉力的差异2种因素;通过对这2种因素的量化,得到位置自由度影响因子、拉力大小影响因子和拉力均匀性影响因子,以3个影响因子的加权和作为每个位置点的稳定性评价指标。通过这种稳定性评价方法对系统的静平衡稳定位置工作空间进行了定义,并计算了系统不同稳定性裕度的静平衡稳定位置工作空间,为系统的可行轨迹规划和控制奠定了基础。
- 苏程卫启哲赵志刚赵祥堂
- 关键词：多机器人系统静平衡欠约束稳定性稳定裕度
- 紧耦合多机器人联合吊运系统虚拟平台仿真分析被引量：5
- 2015年
- 构建了紧耦合多机器人联合吊运系统虚拟仿真平台的框架,基于UG(Uni Graphics)建立了多机器人系统模型,建立了移动机器人的数学模型和被操作物的静力平衡方程,搭建了基于ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)和MATLAB(MATrix LABoratory)的闭环联合控制仿真系统。在紧耦合多机器人联合吊运系统中,根据规划的两种不同运动轨迹,对数学模型的计算绘图和联合仿真模型输出曲线图进行了比较分析,验证了所建立的移动机器人数学模型的正确性,同时也验证了所搭建的联合仿真控制系统的合理性,为后续紧耦合多机器人联合吊运系统动力学、运动稳定性分析等奠定了重要基础。
- 苏程王砚麟刘继涛赵志刚
- 关键词：多机器人系统移动机器人数学建模
