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针对模型不确定性多关节机器人的轨迹跟踪控制问题，提出一种基于扩张状态观测补偿的关节独立分散鲁棒控制方法。设计多个并联的扩张状态观测器，分别对每个独立关节的未知模型动态与外部扰动进行动态估计和补偿，采取非线性状态反馈控制以提高系统的控制性能。各个关节的控制完全独立，因而控制器结构简单、可靠、易于实现。对所设计的关节分散鲁棒控制器的Lyapunov稳定性进行了分析，证明系统是指数收敛全局一致最终有界稳定的。对PUMA560机械手的大量控制仿真验证了本文方法的有效性。

关键词：机器人,，扩张状态观测器,，自抗扰控制,，分散控制,，稳定性

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2011年05月04日

【期刊论文】光学定位脑外科机器人系统及其空间配准

贾培发，陈国栋，王荣军

仪器仪表学报，2007，28（3）：499～503，-0001，（）：

摘要

坐标标定与空间配准是图像导引的无框架脑外科立体定向机器人研究中的基本问题。为了实现简便、快捷的空间注册和标定，并提高机器人立体定位的精度，本文提出一种基于光学定位的脑外科机器人系统方案，并介绍了系统的构造、工作原理及流程，分析了基于光学定位手段建立从计算机图像空间到机器人现实操作空间的坐标映射的简捷、有效的方法。该系统基于标志点进行空间配准，采用光学跟踪定位手段，可以实时跟踪修正机器人的末端位姿，使系统在操作精度、操作便捷性和智能化方面有很大的改善。本研究提出的系统方法和坐标系映射转换关系，为实际应用提供了理论基础。

关键词：脑外科机器人，光学定位，空间配准，坐标映射，图像导引

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2011年05月03日

【期刊论文】基于冗余关节机器人的插接管道焊缝扫查系统设计

颜国正，鄢波

光学精密工程，2004，12（4）：240～245，-0001，（）：

摘要

针对相贯线焊缝难以检测的问题，提出了一种新型的管道插接相贯线焊缝扫查机器人系统，通过管道夹紧装置使得机器人可附着于支管上作360。圆周运动，特别是通过冗余关节的设计实现了机器人末端探测器要求的空司相贯线扫查轨迹。该系统可实现两种管道扫查方式：一种是沿不同的扫查半径做360。周向扫查；另一种方式是沿径向呈“z”字形进行扫查。可实现支管直径为100-400mm，被扫管道直径为600-1000mm范围内的相贯线焊缝扫查。系统设计分析和控制运行结果表明：扫查的周向步进精度≤0.2mr/m，径向步进精度≤0.5mr/m，轴向步进精度≤1mr/mm。

关键词：相贯线焊缝，焊缝检测，机器人系统

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2011年05月03日

【期刊论文】基于蚯蚓原理的多节蠕动机器人

颜国正，左建勇

机器人，2004，26（4）：320～324，-0001，（）：

摘要

介绍了多节蠕动机器人的机体构造和运动原理，建立了机器人运动模型并进行了分析。阐述了该机器人系统的控制组成和软件设计。讨论了机器人在不同倾角橡胶管道内的驱动性能试验。进行了机器人温度试验及转弯性能试验。结果表明：该微小型机器人运行可靠、平稳，控制方便，有一定的爬坡能力；连续工作时机器人温度不超过35℃；可通过大于36姗的弯曲半径。该研究为非结构环境狭小空间及人体消化道探察机器人的研制奠定了基础。

关键词：蠕动，机器人，驱动机理，运动模型

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2011年05月03日

【期刊论文】管道机器人适应不同管径的三种调节机构的比较

颜国正，徐小云，丁国清，颜德田

光学精密工程，2004，12（1）：60～65，-0001，（）：

摘要

为了使管道机器人能够适应管径为400-650mm的管道，介绍了3种适应不同管径的常用调节机构。分析了每种调节机构的力学特性，给出了计算结果，比较研究了各种调节机构的优缺点。针对工程需要，选用了滚珠丝杠螺母副调节机构，滚珠丝杠上的筒式压力传感器保证驱动轮和管道内壁司的压力始终处于稳定的范围，使管道机器人具有充裕并且稳定的牵引力，牵引力的实验表明该调节机构具有1404N的牵引力输出。该调节机构能很好地适应管径为400-650mm的管道。

关键词：管道机器人，滚珠丝杠螺母副，管道检测，调节机构

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2010年12月30日

【期刊论文】基于模具表面抛光机器人系统的运动控制研究

杨沿平，王平，邓晓

中国机械工程，2007，18 （20）：2422～2425，-0001，（）：

摘要

介绍了自行研制的模具表面抛光机器人系统的构成和工作原理，建立了面向自由曲面抛光精加工的机器人模型，应用新的算法，快速且准确地求出运动学逆解。在不限制机器人运动范围的基础上，运用数值比较法解决机器人关节变量多解所导致的关节值突变问题。通过实验证实了该算法的正确性和有效性，为系统控制速度能力的提高和运动轨迹的优化提供了理论依据。

关键词：抛光机器人，逆运动学，控制，关节值突变，运动轨迹

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2010年12月20日

【期刊论文】基于AVR单片的机器人控制器设计

张永德，毕津滔

，-0001，（）：

摘要

使用AVR系列的高档八位单片机作为主控芯片控制多路舵机，并用USB接口作为机器人控制器和上位机通讯的接口，从而设计出一款通用的机器人控制器。控制器下位机软件程序引入了分时操作系统的思想，并利用AVR单片机内部16位定时器及i/o商品产生多嘴PWM输出。本设计尤其适用于教学机器人和娱乐机器人控制系统中，并已经成功应用于为人教学机器人系统和中国象棋机器人系统当中。

关键词： AVR，单片机，舵机， PWM，机器人

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2010年12月20日

【期刊论文】多操作机排牙机器人的高精度运动控制

张永德，彭景春，姜金刚

机器人，2008，30（6）：542～547，-0001，（）：

摘要

根据多操作机排牙机器人的结构特点及其高精度运动控制的要求，并结合软、硬件控制的特点，确定了通过软件来实现多操作机排牙机器人高精度运动控制的方案，通过对多操作机排牙机器人控制系统的研究，分析了影响控制精度的各个环节, 提出了预设定时和实时定时的两种控制软件实现方法。通过测试及排牙控制实验对两种实现方法的控制精度及稳定性进行了比较分析，验证了实时定时的控制软件实现方法可实现多操作机排牙机器人的高精度运动控制。

关键词：多操作机排牙机器人，步进电机，软件控制

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2010年12月20日

【期刊论文】基于ANSYS 与ADAMS 的柔性体联合仿真

张永德，汪洋涛，王沫楠，姜金刚

系统仿真学报，2008，20（17）：4501～4504，-0001，（）：

摘要

针对多操作机排牙机器人系统中的牙弓曲线发生器难以用刚体形式进行运动仿真并进行应力应变分析的问题，基于柔性体仿真的基本原理，采用ANSYS和ADAMS软件对其进行了联合仿真。运行结果表明柔性体运动仿真问题已得到解决，并通过ANSYS软件分析了牙弓曲线发生器在静态和动态下的应力应变分布，为进一步进行机器人系统结构与误差的分析奠定了基础。

关键词：联合仿真，排牙机器人， ANSYS， ADAMS

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2010年12月20日

【期刊论文】机器人仿生脸的三维运动仿真*

张永德，周旭磊

机器人，2007，29（6）：565～568，-0001，（）：

摘要

本文对人类典型表情的眼睛、眉毛、嘴和下颌运动过程进行了分析，统计出了各器官的运动范围。采用AutoCAD和3DSMAX设计制作了机器人仿生脸的三维结构模型，并建立了机器人仿生脸的机构运动传递关系。通过MAXScript脚本程序实现了三维运动仿真的参数化控制，获得了几种典型表情的三维运动仿真。

关键词：机器人仿生脸，仿真， MAXS， c， r， i， p， t，

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2010年11月24日

【期刊论文】一种非完整移动机器人的轨迹跟踪控制方法*

李世华，田玉平

，-0001，（）：

摘要

讨论了基于运动学模型的非完整移动机器人的轨迹跟踪控制问题。对参考模型角速度不趋于零的情况，利用Lyapunov稳定性理论和Barbalat引理设计出简单、易于实现的跟踪控制律。仿真例子证明了该方法的有效性。

关键词：移动机器人，轨迹跟踪，非完整系统，运动学模型

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2010年11月24日

【期刊论文】非完整移动机器人的一种有限时间跟踪控制方法

李世华，田玉平

，-0001，（）：

摘要

对非完整移动机器人的有限时间轨迹跟踪控制问艇进行了讨论。利用连续系统有限时间控制技术，设计出了一种连续的状态反馈跟踪控制律，使得对角速度不趋于零的期望轨迹，非完整移动机器人能够实现全局跟踪，且能够在有限时间内完全跟踪L期望轨迹。仿真结果表明了该方法的有效性。

关键词：非完整移动机器人,，轨迹跟踪,，有限时间

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2010年11月24日

【期刊论文】一种非完整移动机器人有限时间跟踪控制算法

李世华，田玉平

东南大学学报（自然科学版），2004，34（S1）：1～4，-0001，（）：

摘要

针对非完整移动机器人的轨迹跟踪控制问题提出了一种有限时间控制算法。与基于非连续状态反馈的有限时间控制算法相比，该控制算法更适合于工程应用。设计了2个连续状态反馈的控制律分别渐近镇定前向角和平面坐标跟踪误差。由此得到的闭环系统是齐次的并且具有负的齐次度。结合齐次系统的有限时间稳定性结果和Lyapunov方法，证明了在这些控制律作用下，对满足一定角速度条件的期望轨迹，非完整移动机器人能够实现全局跟踪，并且能够在有限时间内完全跟踪上期望轨迹。仿真结果表明了该方法的有效性。

关键词：非完整移动机器人，轨迹跟踪，有限时间

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2010年11月24日

【期刊论文】非完整移动机器人的集合镇定控制*

李世华，杨杰

，-0001，（）：

摘要

传统的关于非完整系统的镇定控制器都是使得闭环系统被镇定到一个目标点。本文针对非完整移动机器人的运动学模型，提出了一种集合镇定控制的设计方法，提出的控制律使得闭环系统渐近稳定于一个目标点集。首先，对一阶旋转角子系统，设计一种状态反馈控制律，使得该一阶闭环子系统渐近稳定于目标点集；其次，对二阶平面质心坐标子系统，设计一种状态反馈控制律，使得该二阶闭环子系统渐近稳定于零。仿真结果表明了该方法的有效性。

关键词：非完整系统,，移动机器人,，集合镇定

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2010年07月19日

【期刊论文】基于双判据优化方法的机器人逆运动学求解*

张雨浓，符刚，尹江平

大连海事件大学学报，2007，33（3）：1～5，-0001，（）：

摘要

为解决在速度层上无穷范数最小化模型中可能出现的不连续点问题，提出一种基于双判据方法的二次型优化模型。冗余机器人运动规划与控制模型可以统一各种关节物理极限，如关节变量极限与关节速度极限。同时该模型又可以最终转化为一个标准的二次规划问题。为了实时求解该二次规划问题，提出一种基于线性变分不等式（LVI）的原对偶神经网络。该神经网络作为实时求解器具有简单的分段线性结构和较高的计算效率。计算机对PUMA560机器手臂的模拟仿真表明，该方案具有灵活性和有效性。

关键词：机器人，逆运动学，二次规划，线性变分不等式，原对偶神经网络

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2013年12月29日

【期刊论文】月球机器人操作动力学分析及工作补偿研究

黄攀峰，张帆

宇航学报，Vol. 31 No. 4，April 2010 ，-0001，（）：

摘要

在对月球机器人操作动力学进行建模和分析的基础上, 论证了月球机器人在复杂的月面环境进行各种样本采集工作时, 车体会因为月球的微重力环境及松软的月壤而出现滑移现象。提出了以速度作为补偿判断标准的方法。通过仿真分析, 论证了月球机器人工作补偿的必要性; 同时, 基于月面多变而未知的复杂环境, 验证了不同参数对仿真结果的影响, 进一步确认了对月球机器人进行工作补偿的必要性。

关键词：月球机器人，滑移，操作动力学，补偿标准

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2010年04月15日

【期刊论文】主动嗅觉研究现状

孟庆浩，李飞

机器人，2006，28（1）：89～96，-0001，（）：

摘要

对主动嗅觉（或称移动机器人气味/气体定位）问题的研究现状进行了较为详细的介绍。分析了当前此研究所使用的具有代表性的气味/气体和风向传感器原理。总结了主动嗅觉所包含的三个步骤，即气味/气体烟羽的发现、跟踪和气味/气体源确认，及每一步所采取的主要策略。最后，指出了当前主动嗅觉研究的主要难点。

关键词：主动嗅觉，气味定位，气味/，气体传感器，移动机器人，烟羽

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2010年04月15日

【期刊论文】湍流烟羽环境下多机器人主动嗅觉实现方法研究

孟庆浩，李飞，张明路，曾明，魏小博

自动化学报，2008，34（10）：1281～1290，-0001，（）：

摘要

给出了一种用于实现主动嗅觉（也称气味/气体源定位或化学烟剁跟踪）的多机器人协同搜索策略。将蚁群算法与逆风搜索相结合用于协调多机器人的运动方向。蚁群算法可有效调动机器人朝信息素高的区域运动且保证机器人之间的距离不会过大；逆风搜索可降低算法过早地陷入局部最优的概率。为正确判断转移方向，蚁群算法中还增加了对历史信息的考虑。在源头确认方面，本文提出了气味/气体浓度持久性判断结合机器人旋转计算流体质量通量散度的方法。仿真表明，本文的主动嗅觉搜索策略可适用于湍流烟剁环境，且可有效地逃脱浓度局部最优和风场的漩涡，另外可最终确认源头位置。

关键词：机器人，主动嗅觉，烟利，湍流，烟剁发现，烟利跟踪，气味/，气体源确认

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