基于认知神经学模型全程优化自主机器人运动控制研究

基本信息
批准号:61174104
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:王牛
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2011
结题年份:2015
起止时间:2012-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李祖枢,李斌,黄建明,潘娅,杨祖元,丘柳东,汤毅,马勤勇,赵中原
关键词:
运动控制认知神经学模型仿人智能控制全程优化自主机器人
结项摘要

将仿人智能控制与认知神经科学和全流程优化控制的相关研究成果相结合,基于认知神经学模型,研究三大系统的结构及其工作机制,包括以中枢执行机构和记忆系统为中心的控制系统、以工作记忆和长期记忆为数据基础的学习和检索系统、以注意机制为核心的感知系统;建立与运动控制相关的机器人运动轨迹预测模型、基本运动控制及其轨道模型、工作环境模型、指标预报模型、控制回路预设定模型和故障诊断模型;综合上述结构、模型和各类规划控制算法,提出面向工作效能指标,基于认知神经学模型的全程优化仿人智能机器人运动控制系统结构和控制方法;用于存在非完整性运动学约束和动力学约束的自主轮式搬运机器人实际系统上,解决自主机器人运动控制研究中路径规划、轨迹跟踪、底层控制的集成、综合和动态优化问题,以提高机器人运动控制的控制能力与控制品质。研究不仅具有广阔应用前景,而且将丰富智能控制的理论宝库,为建立系统而成熟的智能控制理论做出一定的贡献。

项目摘要

将仿人智能控制与认知神经科学和全流程优化控制的相关研究成果相结合,建立机器人运动相关模型,提出基于认知神经模型的全程优化仿人智能机器人运动控制系统结构和控制方法,用于存在非完整性运动学约束和动力学约束的自主轮式搬运机器人实际系统上,解决自主机器人运动控制研究中路径规划、轨迹跟踪、底层控制的集成、综合和动态优化问题,以提高机器人运动控制的控制能力与控制品质。.取得了如下研究成果:.提出了考虑负载变化的存在耦合的移动机器人运动系统类等效模型及其参数确定方法。搭建了负载可调两轮差速轮式移动机器人实验平台进行了验证。.提出了一种由仿人智能控制底层执行层、动态参数自适应调整层和任务协调层三层构成的智能控制器,应用于两轮轮式移动机器人点镇定控制器的设计及其控制器参数整定,以及全向移动机器人轨迹跟踪控制器的设计及其控制器参数整定,并针对底层控制提出了分级控制驱动电流上限的驱动控制方法,设计了一种基于智能控制的直流电机双闭环驱动器。进行了仿真和实际系统点镇定和轨迹跟踪运动控制实验,与多种控制方法进行了对比,验证了方法的有效性。针对系统的自适应,进一步探索了一种两级双层结构轨迹跟踪控制器,实现自适应和解耦控制,并用Lyapunov函数对控制器进行了稳定性分析。.针对六自由度机械臂无标定视觉伺服控制,提出了双目视觉系统两轴平行布局方法,保证摄像机坐标系至少一个轴与世界坐标系近似平行,使得机械手末端沿世界坐标系的轴线平移时,摄像机坐标系的特定坐标近似不变;选择位置与姿态近似解耦的点、线作为图像特征;证明了特征的单调性;建立了定性定量描述的图像特征映射模型;基于图像特征映射模型,提出了机械手孔轴装配无标定视觉伺服控制方法。在此基础上进一步提出了基于仿人智能控制机械臂五自由度无标定视觉伺服方法。该方法采用基于点和角度特征的双目视觉图像雅可比矩阵近似描述机械手无标定视觉伺服动态手眼映射关系,并依据机械手与摄像机先验知识划分图像特征模态,在卡尔曼滤波估计在线更新图像雅可比矩阵基础上,结合仿人智能控制定性决策与定量控制二次映射方法,设计了机械手五自由度无标定视觉定位仿人智能多模态视觉伺服控制器,并采用李雅普诺夫理论证明控制器的稳定性条件。均在搭建的工业机械臂实际系统上得到了验证。.进一步将结合轮式移动机器人和机械臂构成更复杂的搬运机器人,研究基于认知神经科学和全流程优化控制的一体化控制方法。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
3

伴有轻度认知障碍的帕金森病~(18)F-FDG PET的统计参数图分析

伴有轻度认知障碍的帕金森病~(18)F-FDG PET的统计参数图分析

DOI:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2018.33.004
发表时间:2018
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020

王牛的其他基金

相似国自然基金

1

基于运动模式认知模型的智能车辆自主优化控制方法研究

批准号:61503363
批准年份:2015
负责人:宋彦
学科分类:F0306
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于非同阶多模型切换的自主水下机器人运动控制器集在线优化研究

批准号:51409047
批准年份:2014
负责人:周焕银
学科分类:E1102
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

具有情感机制的自主机器人感觉运动系统认知模型研究

批准号:61903006
批准年份:2019
负责人:张晓平
学科分类:F0309
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于内在动机的运动平衡机器人自主认知系统研究

批准号:61403282
批准年份:2014
负责人:陈静
学科分类:F0609
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目