面向地下空间探测的多异构机器人自主任务分配系统

    公开(公告)号:CN119115967A

    公开(公告)日:2024-12-13

    申请号:CN202411620235.0

    申请日:2024-11-14

    Abstract: 本发明公开的面向地下空间探测的多异构机器人自主任务分配系统,属于机器人技术领域,包括分割区域与异构机器人集群关系建立单元、问题建模单元、故障在线监测单元、干扰在线观测与预测单元、迁移学习单元、任务与异构机器人映射单元。通过所述的分割区域与异构机器人集群关系建立单元、问题建模单元、故障在线监测单元、干扰在线观测与预测单元、迁移学习单元、任务与异构机器人映射单元相结合,完成地下空间探测任务,赋予异构机器人强自主、强适应、强生存的智能行为能力;从而能够有效提高城市地下管廊探测任务分配效率与安全性,具有自动化、数字化、智能化特性。

    一种基于残余动态学习的机械臂未知外力识别与估计方法

    公开(公告)号:CN115488896B

    公开(公告)日:2024-11-26

    申请号:CN202211289315.3

    申请日:2022-10-20

    Abstract: 本发明涉及一种基于残余动态学习的机械臂未知外力识别与估计方法,针对在机械臂模型和接触外力模型均不精确情况下的机械臂无传感触觉力估计问题,首先,建立基于高斯过程残余动态补偿的机械臂复合动力学模型;其次,建立基于虚拟测量的交互力外生系统;最后,设计基于高斯过程自适应卡尔曼滤波的交互力估计器,增益设计基于变分贝叶斯优化过程噪声协方差阵,基于高斯过程预测方差优化虚拟测量噪声。本发明实现存在耦合未知残余动态的机械臂外力估计,具有高精度、易于工程实现、具有可解释性及抗干扰能力的特点,适用于需要进行高精度外力估计的多场景多类型力交互式机械臂系统中。

    一种场景理解下的破窗穿越方法

    公开(公告)号:CN118662804B

    公开(公告)日:2024-11-22

    申请号:CN202411104525.X

    申请日:2024-08-13

    Abstract: 一种场景理解下的破窗穿越方法,以解决破窗无人机在破窗过程中环境的静/动态变化(玻璃破损)引起的飞行稳定性和安全性问题,确保破窗任务的正确执行。首先建立破窗任务过程中破窗无人机模型;其次设计滑模动量交互力观测器,保证交互力在固定时间内能够得到精确的估计;然后设计力/位混合控制器,使得破窗无人机既能够精确施加破窗外力,同时保证高精度的轨迹跟踪;最后针对无人机在破窗过程中外部环境变化导致系统不稳定的问题,基于无源性理论,设计能量和功率约束,对玻璃破碎过程中引起无人机系统不稳定的能量进行有效管理,保证无人机飞行过程中的稳定性。本方法可用于地震灾后封闭空间救援等特种任务场景。

    一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法

    公开(公告)号:CN118859967A

    公开(公告)日:2024-10-29

    申请号:CN202411075381.X

    申请日:2024-08-07

    Abstract: 本发明涉及一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,属于航空航天领域。首先,建立高超声速飞行器突防博弈模型和测量误差干扰模型;其次,设计干扰观测器,对突防博弈模型中的测量误差干扰进行实时估计与补偿;然后,设计微分对策三维制导律,实现高超声速飞行器机动规避;最后,结合微分对策制导律与抗干扰控制律,通过合理选取观测器和控制器参数,保证闭环系统的稳定性。本发明基于微分对策和干扰观测器设计了抗干扰突防博弈控制算法,在攻防双方最优策略下通过主动机动实现测量误差干扰下的智能突防,提升了高超声速飞行器的抗干扰能力和突防效能。

    一种基于运动频率辨识的手术机器人交互力分离估计方法

    公开(公告)号:CN118709421A

    公开(公告)日:2024-09-27

    申请号:CN202410857089.7

    申请日:2024-06-28

    Abstract: 本发明涉及一种基于运动频率辨识的手术机器人交互力分离估计方法,属于医疗机器人领域,对频率未知的心脏运动进行建模,并建立心脏运动耦合干扰力模型;其次,建立机器人状态与心脏变形程度之间的耦合关系,基于正向运动学,建立机器人状态耦合交互力模型;建立机器人关节动量动力学模型,并结合所建立的两个耦合力模型,建立包含频率参数的机器人‑动心深耦合模型;最后,基于在线EM迭代平滑估计,设计心脏运动频率在线辨识的力分离器。本发明针对动心手术过程,可在无力传感器下实现机器人交互力的分离估计,具有高精度、可同时辨识环境运动特征的特点,为动心手术交互力控制提供基础,可推广到其他与环境产生力交互的机器人系统。

    面向航天器延寿的冗余飞轮最大系统可靠性控制分配方法

    公开(公告)号:CN118377322B

    公开(公告)日:2024-09-20

    申请号:CN202410810967.X

    申请日:2024-06-21

    Inventor: 章健淳 余翔 郭雷

    Abstract: 本发明涉及一种面向航天器延寿的冗余飞轮最大系统可靠性控制分配方法,属于航天器姿态控制技术领域,包括:首先,建立飞轮电枢电流平方的维纳过程退化模型;其次,基于维纳过程退化模型建立飞轮的可靠性评估模型;然后,基于冗余飞轮系统4中取3失效模式建立冗余飞轮系统的可靠性模型;最后,以冗余飞轮系统的可靠性模型为最大化目标函数建立控制分配优化模型,并求解得到最优控制分配方案。本发明实现冗余飞轮系统使用寿命的最大化,其原理和计算过程简单易懂,容易实现工程化应用,产生较好的航天器在轨自主延寿效果。

    一种基于迭代优化的机械臂接触力与环境刚度联合估计方法

    公开(公告)号:CN117984318A

    公开(公告)日:2024-05-07

    申请号:CN202410075247.3

    申请日:2024-01-18

    Abstract: 本发明涉及一种基于迭代优化的机械臂接触力与环境刚度联合估计方法,针对无力传感器机械臂的环境刚度感知与接触力估计问题,首先,基于无力传感器机械臂与环境的耦合动力学模型,结合系统状态当前量测值和上一步得到的环境刚度估计值,利用RTS平滑求解数据序列的后验值;其次,基于RTS平滑求解结果,利用极大似然估计思想,建立了以环境刚度为参数的优化函数;然后,通过求解优化函数的极大值点更新环境刚度估计值,进而得出机械臂末端接触力估计值。本方法能够实现在线无传感器力估计,提升机械臂和未知环境之间交互的有效性,适用于无力传感器情形下的机械臂控制系统。

    一种狭小空间复杂紊流影响下无人机安全距离保持方法

    公开(公告)号:CN116339387A

    公开(公告)日:2023-06-27

    申请号:CN202310597276.1

    申请日:2023-05-25

    Abstract: 本发明提供一种狭小空间复杂紊流影响下无人机安全距离保持方法,以解决无人机在狭小空间执行作业任务时气流干扰对其安全避障的影响,包括:首先进行狭小空间紊流效应的深耦合建模;然后构建包含气流扰动的无人机运动和动力学模型,并根据深耦合干扰模型设计紊流观测器;其次建立无人机安全飞行走廊,并基于控制障碍函数理论和带有扰动信息的无人机模型将欧式距离约束变换为与无人机升力有关的安全约束;最后针对无人机轨迹跟踪性能和安全避障需求设计非线性模型预测控制器,求解无人机在未来一段飞行时间中最优的期望升力和角速度。本发明能够显著改善无人机在复杂干扰下自主安全避障的性能,可用于地下综合管廊、电力隧道的特种作业任务。

    一种针对降雨干扰的四旋翼无人机分层抗干扰控制方法

    公开(公告)号:CN116300668A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310603127.1

    申请日:2023-05-26

    Abstract: 本发明提供一种针对降雨干扰的四旋翼无人机分层抗干扰控制方法,以解决无人机在降雨环境下执行器效率损失导致的升力不足以及轨迹飞行精度降低的问题。首先针对不同强度降雨的冲击力构建基于无人机的降雨干扰模型,然后在此基础上结合无人机的基本动力学模型构建基于无人机的降雨动力学模型。其次在无人机控制方面,利用干扰观测器、滑模控制相关理念与经验,合理地选取非线性干扰观测器的参数,并在此基础上设计针对降雨干扰的滑模控制律。本发明基于复合分层抗干扰控制方法,能够显著改善无人机在降雨环境下的飞行品质以及轨迹飞行精度,可用于风雨恶劣环境下的应急救援、交通指挥、航拍测绘等作业任务。

    一种考虑环境自适应机动的飞行器轨迹规划方法

    公开(公告)号:CN115451971A

    公开(公告)日:2022-12-09

    申请号:CN202211164794.6

    申请日:2022-09-23

    Abstract: 本发明涉及一种考虑环境自适应机动的飞行器轨迹规划方法,首先,通过路径搜索方法在占据栅格地图中进行全局规划,生成位于较大体积的无障碍物空间的离散路径;随后,对每个路径点周围的安全区域进行建模,并建立低阶MPC轨迹优化模型,进一步生成平滑安全的参考轨迹;最后,基于欧式符号距离场的梯度信息和飞行器的运动状态,建立表征环境自适应行为的机动模型,并建立高阶的MPC轨迹优化模型,生成机动自适应的安全的动态可行的局部轨迹。本发明利用由“粗”到“细”的三层框架规划轨迹,既有效地提高了飞行器的安全水平,又确保了灵活的机动性,为当前飞行器在复杂环境下自主飞行难以有效平衡快速性与安全性的问题提供了新的解决方法。

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