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公开(公告)号：CN107463097B
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201710890830.X
申请日：2017-09-27
申请人： 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种水下机器人的自适应量化容错控制装置及其方法，包括内环控制模块，内环控制模块控制补偿和反馈模块，并且通过信号量化器产生量化控制信号对水下机器人进行控制；其中补偿和反馈模块包括执行机构故障自适应补偿模块、非线性反馈模块和不确定性自适应补偿模块；其中内环控制模块基于水下机器人运动学模型、水下机器人动力学模型和期望模块通过信号量化器产生量化控制信号。设计了自适应故障补偿器，能够处理执行机构的增益故障和摄动故障；通过设计反向自适应律，补偿了控制信号量化引起的控制分布矩阵漂移。
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公开(公告)号：CN107422739B
公开(公告)日：2020-02-18
申请号：CN201710466005.7
申请日：2017-06-19
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 本发明公开了一种空间机器人基座姿态的鲁棒控制方法，包括基于拉格朗日方程建立空间机器人基座姿态的动力学方程；设置调节空间机器人的基座姿态的鲁棒控制器；调整鲁棒控制器的稳定性。该方法基于预设性能控制和滑模控制，针对空间机器人基座姿态调整的鲁棒控制方法，实现了动力学耦合效应下基座姿态调整的鲁棒控制。
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公开(公告)号：CN108170151B
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201710607763.6
申请日：2017-07-24
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： G05D1/06
摘要： 本发明公开了一种水下机器人自适应运动控制装置及其方法，包括内环控制模块和外环控制模块，外环控制模块对期望信号进行跟踪，内环控制模块对外环控制模块的虚拟控制律进行跟踪；所述外环控制模块中加入干扰补偿项和输入不确定性补偿项，外环控制模块基于模糊逻辑模块的模糊逻辑的和动态信号生成模块的动态信号构建非线性自适应补偿模块；其中基于非线性自适应补偿模块构建执行机构非线性模块，基于执行机构非线性模块构建水下机器人动力学模型，基于水下机器人动力学模型构建水下机器人运动学模型。能够保证机器人在水下复杂环境中实现期望的轨迹和姿态跟踪，同时很好的处理执行机构中存在的死区等非线性特性。
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公开(公告)号：CN108382614A
公开(公告)日：2018-08-10
申请号：CN201810114210.1
申请日：2018-02-05
申请人： 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC分类号： B64G4/00
摘要： 本发明公开了一种针对外形不确定的空间碎片外包络抓捕装置，包括底板，以及安装在底板上的若干转动爪单元，转动爪单元的下方安装有缓冲机构和用于驱动转动爪单元动作的执行机构；执行机构为若干执行单元，每个执行单元均包括微动开关和万向节；第一个执行单元的前端设置有一个步进电机，最后一个执行单元的后端设置有用于实时显示转动爪的角度信号、状态监测和备份控制的旋转变压器；每个转动爪单元的外侧底部还安装有火工切割器。本发明在抓捕过程中发生碰撞时，通过爪-扇机构的缓冲以及压缩弹簧延长冲击力作用时间，进而减小冲击力。另外，本发明还通过万向节和微动开关串联，使五个爪-扇机构实现串联控制，大大减小了控制的复杂性，提高了控制的可靠性。
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公开(公告)号：CN108247631A
公开(公告)日：2018-07-06
申请号：CN201711278379.2
申请日：2017-12-06
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种提高路径跟踪性能的机械臂自主鲁棒避奇异方法，包括根据机械臂的逆运动学模型和机械臂速度模型构建机械臂的可操纵椭球，其中可操纵椭球的半长轴沿酉矩阵U纵列的方向，且半长轴的长度对应Jacobian矩阵的奇异值，然后沿着可操纵椭球的第m个主轴方向修正末端执行器的路径，建立机械臂的避奇异路径。该方法可用于机械臂的自主避奇异路径规划，同时能够保持其跟踪性能，并且基于该方法能够实现以任务优先级为基础的多任务避奇异路径规划。
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公开(公告)号：CN107351085A
公开(公告)日：2017-11-17
申请号：CN201710719040.5
申请日：2017-08-21
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明提供一种基于多个控制点的空间机器人避撞方法，轨迹规划时机械臂关节角速度平滑，避免其发生不连续，能够抑制由单个控制点跳变引起的振动问题。上述方法包括：(1)将障碍物处理成由三角面构成的非凸多面体，将机械臂处理成线段，确定描述线段与三角形之间的碰撞检测算法，得到机械臂和障碍物之间距离最近的一对控制点；(2)建立空间机器人考虑避撞任务的多任务运动学方程；(3)建立空间机器人的避撞约束条件，结合(2)的运动学方程进行避撞求解；(4)根据多个控制点的参数设计调整新控制点参数，结合(2)的运动学方程进行避撞求解；(5)根据多个控制点对一个障碍物的避撞求解，对空间机器人的机械臂进行多障碍物的避撞控制。
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公开(公告)号：CN112327622B
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202011205721.8
申请日：2020-11-02
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
摘要： 本发明公开了一种中性浮力机器人一致性容错控制方法，依据线性矩阵不等式给出了调参方法，属于机器人控制领域；本发明首先建立了惯性坐标系下的中性浮力机器人系统模型；然后将多中性浮力机器人信息交互模型建立成有向拓扑模型，给出了交互模型重要假设；在此两者的基础上设计了分布式自适应扰动观测器实时估计一致性误差状态和未知扰动，同时给出了执行器错误自适应估计方法；最终根据分布式自适应扰动观测器，设计了容错控制器，确保了多中性浮力机器人系统一致性和较强的鲁棒性。本发明结合中性浮力机器人模型的特点，设计的控制策略有很好的控制性能，适于工程应用。
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公开(公告)号：CN112286056B
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202011204444.9
申请日：2020-11-02
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种多中性浮力机器人一致性控制方法，并依据线性矩阵不等式给出了调参方法，属于机器人控制领域；本发明首先建立了惯性坐标系下的中性浮力机器人系统模型，确立了系统的输入项以及输出项；然后将多中性浮力机器人信息交互模型建立成有向拓扑模型，给出了交互模型重要假设；在此两者的基础上设计了分布式降阶扰动观测器实时估计一致性误差状态和未知扰动，同时给出了扰动观测器的参数调节方法；最终根据分布式降阶强制扰动观测器，设计了反馈控制器，确保了多中性浮力机器人系统达到一致性和较强的鲁棒性。本发明结合中性浮力机器人模型的特点，设计的控制策略有很好的控制性能，适于工程应用。
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公开(公告)号：CN110104216B
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN201910081351.2
申请日：2019-01-28
申请人： 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
摘要： 本发明公开了一种针对运动学冗余双臂空间机器人的协同路径规划方法，包括以下步骤：建立空间机器人系统的动力学方程和运动学方程；求解末端执行器逆运动学方程冗余解，通过动量守恒方程得到系统非完整约束方程；通过系统非完整约束方程，得到末端执行器运动和基座姿态关系的任务空间约束方程；使用五阶贝塞尔曲线得到任务空间中末端执行器路径规划，通过末端执行器的速度和加速度边界确定路径执行时间；通过末端执行器运动方程和任务空间约束方程，得到对应不同任务优先级的关节运动轨迹规划。实现了空间双臂机器人的协同路径规划方法，可以根据任务的优先级执行各类不同的任务，多臂协同任务，动态平衡任务等，大大拓展了空间机械臂的操作能力。
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公开(公告)号：CN107505947B
公开(公告)日：2021-03-16
申请号：CN201710465424.9
申请日：2017-06-19
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 本发明公开了一种空间机器人捕获目标后消旋及协调控制方法，包括建立捕获目标后的空间机器人与捕获目标构成的组合体的动力学方程；然后，利用贝塞尔曲线规划捕获目标后抓捕点的轨迹，并且利用带自适应惯性权重受约束的粒子群优化算法搜索最优消旋时间和目标的位姿，生成了机械臂末端的参考消旋轨迹；最后，设计能够同时稳定基座姿态和保证末端跟踪参考消旋轨迹的协调控制方法。提供了一种考虑能量最少、消旋时间最少，基于粒子群优化算法的冗余空间机器人抓捕翻滚目标后的消旋策略与协调控制方法。
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