可重构机器人的构形设计及分布式控制算法研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘明尧1,2 |
| 答辩日期 | 2002 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 沈阳 |
| 导师 | 谈大龙 |
| 关键词 | 可重构模块化机器人 模块化平台 构形设计 遗传算法 分布式控制算法 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 机械电子工程 |
| 其他题名 | Configuration Design and Distributed Control Algorithm for Reconfigurable Modular Robots |
| 英文摘要 | 可重构机器人是基于一套事先设计好的模块，并根据特定任务的要求选择的一组模块装配成的机器人。由于市场全球化和竞争激烈，制造业从旧有的制造模式向动态和快速响应的方向发展，因此要求制造系统和制造装备具有可重构性。作为其基本组成部分的机器人也必须具有可重构性。同时随着机器人的应用范围越来越广，机器人的任务和环境的变化事先无法确定，可重构性成为在这种任务和环境下工作的机器人必须具备的重要特征。本文就是基于这两方面的原因对可重构机器人的设计原理和控制算法进行了一些初步的研究。建立可重构机器人的模块化平台是设计可重构机器人的主要工作之一。为了满足机器人快速重构的要求，开发了一种面向功能和控制的可重构机器人模块划分方法。该方法不仅考虑了模块功能独立性的模块划分原则，而且考虑主动模块控制的独立性。利用对象技术的概念，提出了一种基于对象的模块表达方法。这种方法能够全面地描述模块的结构、几何、质量、动力、电气等各方面的信息，为机器人的多目标、多领域的评价提供了完整的信息。构形设计是可重构机器人设计的核心内容。根据可重构机器人构形设计的特点将可重构机器人的构形设计分为概念构形设计和构形设计两个阶段。概念构形设计结果是一个以自由度为参量的机器人体系结构，构形设计的结果是一组模块及它们之间的连接关系。基于图论和邻接矩阵的概念提出了一种结构构形图和结构构形矩阵的概念来表达可重构机器人的结构构形。选用遗传算法作为构形设计的寻优方法并设计了一套遗传操作算子。在机器人的可达性评价过程中采用了一种基于遗传算法的可达性评价方法，避免了机器人设计过程中反复求逆解的困难，具有很好的通用性。控制．系统可重构是实现机器人快速重构的重要研究内容。可重构机器人由于任务和环境的不确定性使得构形的变化很大，从而导致机器人的控制非常复杂。根据多Agent理论中的协商、合作机制和可重构机器人结构的分布性，可重构机器人的控制宜采用分布式控制系统体系结构。利用微分运动理论提出了一种分布式算法并证明了其收敛性，能够适应三维位姿空间的控制要求。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-11-29 |
| 产权排序 | 1 |
| 页码 | 109页 |
| 分类号 | TP242 |
| 源URL | [http://210.72.131.170//handle/173321/689]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_机器人学研究室 |
| 作者单位 | 1.中国科学院研究生院 2.中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘明尧. 可重构机器人的构形设计及分布式控制算法研究[D]. 沈阳. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2002. |
入库方式： OAI收割
来源：沈阳自动化研究所
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