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机器人的智能控制是国际范围内具有时代先进性和极富挑战性的一项理论研 究与应用的大工程。就此看来,本论文在机器人规划与智能控制方面所展开的研 究工作仅仅是朝着这一大方向所迈出的一小步。事实上,无论是机器人实用控制 技术,还是机器人智能控制理论都是当今国内外科技攻关的热点课题。目前,无 论从理论上来说,还是从实用方法上来说,都远远末达到令人满意的程度。作为 本论文所进行的研究工作的继续,个人认为今后的研究可朝下述方向继续努力。

1.导航与定位

在机器人系统中,导航与定位始终是一项难题。在完全未知或部分未知环境 中,基于自然路标导航与定位技术及视觉导航中路标的识别和图像处理的快速算 法研究,并通过专用数字信号处理器(DSP)的开发与研制,可以为导航与定位 提供突破性进展。

2.智能技术

应用于机器人研究的各个方面,涉及到传统人工智能和新的人工智能。诞生,

关于人的智能技术到目前还没有揭开它的面纱,所以,没有一个理论可以用来完 全知道研究智能的实现技术。当前开发的各种智能技术,可用于不同的各个方面。

今后的发展,除了继续寻找新的智能技术之外,主要是各种技术的综合运用、相 互补充。

机器人要走进人类的日常生活,必须综合运用智能技术,包括智能运动控制 技术、智能规划技术、智能行为技术以及它们的学习机制。这是机器人学中的关 键基础研究课题。

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展 望

本文对机器人规划与智能控制进行了理论和仿真研究,力争在条件具备情况 下,将上述控制策略应用到实际系统中。纵观整个机器人相关研究领域,可以看 见,各种控制方法、策略日益丰富,并取得了许多突破性进展,但依然有许多理 论和工程实践问题急需解决。结合本论文的工作,下面给出今后研究工作的一些 展望:

1.目前工业机器人存在结构笨重、效率低、操作空间小等缺陷,柔性机器人 特别是柔性连杆机器人以及欠驱动机器人,将作为下一代机器人的发展趋势之一,

从理论上能够有效弥补刚性臂的不足。随着空间技术的发展,对质轻、臂长机器 人的控制研究将得到进一步重视。

2.工业机器人在实际应用中都不可避免的要与环境接触,它们不再是简单的 位姿控制,而需要机械臂具有力学、触觉、视觉等多种传感技术,将给理论研究 和实际应用带来更大的挑战。另外,对更多的动力学模型的考虑,特别是对执行 器动力学模型的考虑,也有助于提高控制精度。

3.智能机器人系统。机器人系统的最终研究目标是能象人一样具有智能,利 用多传感器信息融合等技术建立行为规则库,利用近些年发展并逐渐完善起来的 先进方法,如:模糊、神经网络、遗传免疫等算法实现对未知环境的适应和新任 务的学习,通过有效的信息获取、记忆和共享,实现个体自治与协助决策。

就过去几年中的形势来看,对机器人和仿真技术的交叉研究将是一个极具研 究潜力的领域,它不仅极大地促进了机器人和仿真技术这两大研究领域的发展,

为两者各自开辟了一些新颖的研究方向;而且具有非常广泛的应用背景,在实际 的生产应用过程中确实发挥了重要的作用,带来了巨大的经济效应。依照目前这 样的态势发展下去,可以乐观地期待,在即将到来的若干年中,机器人和仿真技 术的交叉融合研究将迎来一个发展的高峰期,必将在各个领域中发挥巨大的效应。

特别地,结合我国目前正在大规模开展经济建设的具体实际情况来看,情况更是 如此。另外,我国正在进行月球登陆机器人的研制开发,在月球这样复杂的背景 环境下进行机器人的跟踪控制是一个非常困难的课题。

以上种种表明,本文中所涉及的研究内容是解决机器人规划与智能控制问题 的一次有益和重要的尝试,在工业生产领域和航空航天、深海勘探事业中均可得 到广泛应用,可望取得可观的经济效益和社会效益。

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安徽理工大学硕+学位论文

第6部分附录 参考文献

【l】罗熊.机器人轨迹规划算法及其在虚拟环境下的投射式实现研究[D】.华南理工大 学』=学博十学位论文.2004.pp:l

121 Fu K S,Gonzalez R C,Lee C S GRobotics:Control,Sensing,Vision and Intelligence[C].

NewYork:McGrawHill,1 987.

【3j Spong M戳VidyasagarM.Robot Dynamics and Control[C],New York:John Wiley&

Sons,1991.

【4l钱东海,谭伟,赵锡芳.基于B样条路径的机器人时间最优轨迹规划【J】-上海交通 大学学报,1998,32(12):29-33.

【Sl Lee J H.Adynamic programmingapproachtonearminimum-timetrajectoryplanning for tworobots【J】.IEEETmnsactionsonRoboticsand Automations,1995,1l(1):160-164.

[61 Zha X F,Du H.Generation and simulation ofrobot trajectoriesin virtual CAD-based

off-line programming environment[C].international Journal of Advanced Manufacturing Technology,2001,17(8):610-624.

17】Prinz M.Optimal Control RobotManipulators【D】ff'h.D.Thesis].Stanford,CA:Stanford

University,1 986.

佟l Sun ZQ.Robotsimulation system and its application【J】.JournalofSystem Simulation,

1995,7(3):23-29.

【9l姜 山,程君实,包志军.面向对象机器人实时仿真系统的实现叨.上海交通大学学 报,1999,33(11):1386.1390.

【10】Autere A.Hierarchical A・based path planning—acasestudy【J】.Knowledge—Based System,2002,15(1-2):53-66.

11 11 Ko ker,Rasit.Reliability-basedApproachto the Inverse Kinematics Solution ofRobots

using Ehnan’S Networks【J】.Engineering Applications of Artificial Intelligence,2005,l8(6):

685-693.

【12l E Sun,C.Fu,H.L.,cta1.RobotDiscrete Adaptive Control BasedonDynamicInversion usingDynamical NeuralNetworks【J】.Automatics,2002,38(2):1977—1983.

113】J.M.Ahuactzin,K.Gupta.Amotion planning based approach for inverse kinematics of

redundant robots:the kinematic roadmap【J】.Expert Systems with Applications,1998,14(1);

159.167.

.86.

【141 M.J.D.Hayes,M.L.Husty.On the kinematic constraint surfaces of general three-legged planar robotplatforms四.MechanismandMachine Theory,2003,38(5):379-394.

1lsi Xia,J.Wang.A dual neural network for kinematic control of redundant robot

manipulators啊.IEEE

Trans.On

Systems,Manand Cybernetics,2001,3l(1):147-154.

116l H.Yazarel,C.C.Cheah.Task-space adaptive control of robotic manipulators with uncertainties in gravity regressor matrix and kinematics们.IEEE Tram.On Automatic Control,

2002,47(9):1580-1585.

【171 Nokleby,B.Scott,Podhorodeski,et a1.IdentifyingMulti-lossVelocity Degeneracies in Kinamatically Redundant Manipulators【J】.Mechanism and Machine Theory,2004,39(2):

201-213.

【18】A.Noore.RealTune Fault Tolerant Control of RobotManipulators叨.Mathematical

and ComputerModelling,2003,38:13-22.

119l R.Ortega.AdaptiveMotionControl of RigidRobots:aTutorialAutomatica【M】,1989,

25(6):877-888.

1201周其节.变结构控制理论在机器人控制中的应用叨.机器人,1989,3(5):61-65.

【21l C.Abdallah,D.M.Dawson,只Dorato,eta1.Survey of Robust Control for RigidRobots

【J】.IEEEControlSystems,1991,11(2):24-30.

[221施颂椒,代颍,谢明江,等.机器人鲁棒控制研究进展阴.机器人,2002,22(1):

73.79.

[231陆震,等编著.冗余自由度机器人原理及应用D咽.机械工业出版社,2007,pp:19.

[241干敏耀,马骏骑,等.基于MATLAB的PUMA机器人运动学仿真【J】.昆明理工大学 学报(理工版),2003,(12),50.53.

125l刘成良,张为公,等.RVl2L6R焊接机器人运动学正解及计算机仿真系统【J】,东南 大学学报,1998,(5)'84~87.

p6】蒋新松.机器人导学【lV玎.沈阳:辽宁科学技术出版社,1994,87,-x)3.

[271 Paul&ERobotManipulator:Mathematics,Programming and Control【M】.Cambridge:

MTTPress,1981.

128l FuS,Gonzalez R CQRoboticsSensins Vision andIntelligence

M.New

York:M

Graw-Hill,1987.

1291贺昱曜.PUMA560逆向运动方程的新的解法叨.机器人,1989,16(2),92--97.

P01王奇志,徐心和,尹朝万.PUMA机械手逆向运动方程新的推导方法及求解【J】.机 器人,1998,200),81~87.

・87-

安徽理工大学硕士学位论文

【3ll陈宁,焦恩璋,等.PUMA机械手逆向运动方程求解新方法【J】.南京林业大学学报

(自然科学版),2003,(7),23~26.

[32】吴文俊.几何定理机器证明的基本原理【M】.北京:科学出版社,1984.

【331 Seraji H,LongM,LeeT.Configuration control of 7 dofArms[C],Proc.OfIEEE Inter.

Conf.on Robotics and Automation,1991:1 195-1200.

[341陆震,等编著.冗余自由度机器人原理及应用【M】.机械工业出版社,2007,pp:62.

[351陆震,等编著.冗余自由度机器人原理及应用【M】.机械T业出版社,2007,PP:62.

1361 Liegois A。Automatic Supervisory Control of the Configuration and Behavior of

Multibody Mechanisms阴.IEEE Trans.SMC,1977,7(12):868-871.

【371 Yoshikawa T.Analysis and Control of Robot Manipulators with Redundancy【M】.

Robotics Research.Edited by BradyMand Paul&l或Inter.Symp.OfRobotics Research,1 983:

735-747.

[38l Klein A C.Use of Redundancy in the Design ofRoboticSystems[C].2耐Inter.Symp.Of RoboticsResearch,KyotoJapan,1 984.

[39l S.Ge.Advancedcontrol techniques ofroboticsmanipulators[C].In:Proc.OfAmerican

Control Conference.New York:ACC Press,1 998.

140l C.Ham and Z.Qu.A new nonlinear leafing control for robotic manipulators[MI.

AdvancedRobotics,1996,10(1):1-15.

[41l Z.Qu.Robust control of nonlinearsystemsby estimating time variant uncertainties[f1.

IEEETrans.AutomaticControl,2002,47(1):l15-121.

142l Hagan Demuth H B,Beale H.Neural Network design.PWS Publing

Compangy[M],1995(戴葵,等译.神经网络设计.北京:机械上业出版社,2002)

143l Hunt K J,Sbarbaro D,Zbikowski心et a1.Neural networks for control systems—a

survey.Automatica【M】,1 992,28(6):1083-1 ll 2.

[441王灏.机器人智能控制方法研究[DI华南理上人学上学博士学位论文.1999.pp:

186

.88.

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