基于自抗扰控制器的机器人无标定手眼协调

摘要

该文研究机器人无标定手眼协调问题,研究工作包括:1.构建了机器人无标定手眼协调视觉系统.2.阐述了针对不确定性系统的自抗扰动控制器的原理和实现方法.3.分析了无标定手眼协调过程中的非线性映射关系.4.运用自抗扰控制器的原理设计了控制器,通过对系统未建模动态和外扰的补偿,实现了机器人的无标定手眼协调.5.对所设计的控制器进行了大量的仿真和实验研究.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2机器人手眼协调

1.2.1手眼协调研究的发展

1.2.2系统结构

1.2.3物理结构

1.2.4控制结构

1.3无标定手眼协调及其控制方法

1.3.1问题的提出

1.3.2传统的无标定方法

1.3.3自抗扰控制器

1.4本文的主要工作

第二章机器人手眼协调实验系统

2.1系统总体结构

2.2机器人本体及其控制器

2.3彩色CCD摄像头

2.4图像采集卡

2.4.1硬件结构及主要性能指标

2.4.2图像存储

2.4.3窗口设定

第三章机器人手眼协调系统中的图像处理技术

3.1图像处理的基本流程

3.2图像预处理

3.2.1平滑

3.2.2锐化

3.3彩色图像分割

3.4特征提取及目标识别

3.4.1数字图像处理中的几个几何概念

3.4.2连通分量的标记

3.4.3物体定位和形状识别

第四章自抗扰控制器(ADRC)的原理

4.1传统PID控制器及其存在的问题

4.2非线性跟踪微分器(TD)

4.2.1原理

4.2.2几种实现形式

4.3扩张状态观测器(ESO)

4.4非线性状态误差反馈控制律(NLSEF)

4.5自抗扰控制器(ADRC)

4.5.1基本结构

4.5.2适用对象

第五章系统建模及控制器设计

5.1系统建模

5.1.1摄像机模型

5.1.2摄像机参数

5.2系统模型

5.3控制器设计

5.4 ADRC的离散形式

第六章系统仿真及实验研究

6.1系统仿真

6.1.1仿真参数及系统流程

6.1.2静止目标

6.1.3运动目标

6.1.4模型参数变化对系统性能的影响

6.1.5 ADRC各参数对系统性能的影响

6.2实验研究

6.2.1人机界面

6.2.2实验结果

第七章结论

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表和完成的论文