吴晓光 作品数:12 被引量:79 H指数:4 供职机构: 哈尔滨工业大学机电工程学院机器人技术与系统国家重点实验室 更多>> 发文基金: 国家高技术研究发展计划 国家自然科学基金 哈尔滨市科技创新人才研究专项资金 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 机械工程 理学 更多>>
基于上体模型的被动步行机器人行走稳定性 2011年 针对被动步行机器人行走稳定性对自身参数的高敏感性问题,通过建立具有上体的匀质圆规步态模型,分析上体质量与高度对机器人行走稳定性的影响,获得机器人结构参数的优化配置.运用Lagrange法与角动量守恒原理构建机器人被动步行的动力学模型,基于对模型步态收敛域与外界扰动的准确表达,并将全局稳定性分析与局部稳定性分析相结合,对模型进行初始参数优化配置,并据此建立Proe样机模型.通过对单次与连续外界扰动下不同样机模型步态的自身调节变化进行分析,最终获得模型参数的最优化配置并进行了合理性分析.不同样机扰动试验结果说明,上体的引入可以增大机器人的步态收敛区间,合理的上体参数配置才能显著提高机器人行走的稳定性与鲁棒性. 吴晓光 赵杰 陈殿中 臧希喆 朱磊关键词:稳定性 双足 基于髋部质量的被动步行机器人稳定性和鲁棒性 被引量:5 2012年 采用一种更接近于人类行走的匀质圆规步态模型,运用Lagrange法和碰撞时刻角动量守恒原理分别建立机器人的摆动模型及碰撞模型。基于对模型步态收敛域与外界扰动快速抑制的准确描述,将全局稳定性分析与局部稳定性分析相结合,对模型进行初始的参数优化配置,并建立Proe样机模型;通过单次与连续外界扰动下不同样机模型步态的自身调节变化分析,最终获得模型参数的最优化配置,并通过实物样机的行走实验进行理论分析验证。仿真结果表明:具有合理髋关节质量的被动步行机器人有更强的行走稳定性与鲁棒性。 吴晓光 赵杰 臧希喆 朱磊关键词:机器人 双足 稳定性 POINCARÉ映射 吸引域 被动无边轮辐运动特性的Adams仿真分析 被引量:2 2010年 对双足被动机器人最初模型——二维无边轮辐进行了研究,建立了其动力学模型,并通过Adams分析了其运动过程中的特点,逐一分析了轮辐初速度、质量、足半径、辐条数量、辐条长度、转动惯量以及斜面坡度对无边轮辐运动的影响.结果表明:合适的初速度和斜面坡度,以及较大的质量、较大的足半径、较多的辐条数量、较短的辐条长度、较大的转动惯量会使无边轮辐形成快速而平稳的周期运动. 胡运富 朱延河 吴晓光 赵杰关键词:ADAMS仿真 双足机器人 简单双足被动行走模型仿真和分析 被引量:2 2010年 为了更准确理解双足被动机器人运动的本质特征,加强模型研究对实际样机设计的指导作用,采用数值仿真和Adams验证的方法研究简单两杆直腿圆弧足被动模型.分析了该被动模型的特点并通过拉格朗日法建立了与其对应的动力学模型;根据机器人稳定行走周期步态在相平面内表现为极限环特点,通过Matlab工具给出了理想模型稳态行走仿真的详细过程,分析并得出机器人能够周期稳态行走的初值条件,运动特点和运动过程中动能、势能的分布、变化过程以及相互转化关系,同时利用Matlab的仿真结果实现Ad-ams对现实样机模型稳态行走的仿真分析,为下一步对机器人稳定性分析提供了基础,为后续研究被动机器人样机提供设计依据. 胡运富 朱延河 吴晓光 赵杰关键词:不动点 双足机器人 相空间 欠驱动机器人强化学习算法仿真及结果分析 2012年 针对纯被动机器人对环境变化敏感,抗干扰能力差等问题,提出了一种基于Sarsa(λ)强化学习的底层PD控制器参数优化算法。在MatODE环境下建立双足有膝关节机器人模型并进行控制器设计。通过与传统控制器仿真结果的对比分析,得出该算法可使模型获得更加稳定的行走步态,同时提高了系统抵抗斜坡扰动的能力,增强机器人的行走鲁棒性。 臧希喆 王晓林 吴晓光 刘鑫宇关键词:双足 基于栅格法的矿难搜索机器人全局路径规划与局部避障 被引量:35 2011年 针对矿难发生后井下环境的不确定性,提出一种以矿难前的GIS(Geographic information system)地图为基础建立环境栅格模型并结合改进遗传算法的矿难搜索机器人全局路径规划方法。效仿蚁群算法中的信息素提出基于位置信息负反馈的方法,并结合优先权分组的思想,提出一种新的有效的种群初始化方法,同时将该种群初始化方法应用到变异算子中,且依据最优解的变化情况自适应地调整交叉和变异的概率。与此同时,针对环境信息的不同变化情况,结合全局路径规划结果对机器人进行局部避障方法的研究。最后,通过仿真实验证明本方法能够快速有效地在已知环境中得到机器人的最优路径,并且能够在局部变化的环境中实现实时避障。 朱磊 樊继壮 赵杰 吴晓光 刘罡关键词:搜索机器人 栅格法 全局路径规划 遗传算法 未知环境下的移动机器人SLAM方法 被引量:18 2011年 基于改进粒子滤波器,提出了一种应用于未知环境下的移动机器人的同步定位与地图创建方法.针对传统粒子滤波器经过多次迭代后粒子退化从而需要大量粒子才能提高定位精度的问题,设计了一种基于人工鱼群算法的粒子滤波算法,该方法主要利用人工鱼群算法对预估粒子进行二次更新,从而调整了粒子的分布使其更加接近真实位姿,提高机器人的SLAM性能.经过Matlab仿真实验,证明了该方法能够准确快速地对机器人定位,并且构建的地图精度也很高. 朱磊 樊继壮 赵杰 吴晓光关键词:移动机器人 粒子滤波器 同步定位与地图创建 人工鱼群算法 双足被动步行机器人稳定性分析及运动控制策略研究 人类高效、自然、稳定的行走技能,为类人机器的研究提供了有益的借鉴。双足被动步行机器人的研究,旨在讨论人类高效、柔顺、自然、快速步行的机理,为仿人双足机器人的结构设计与控制策略开发提供新思路,以促进双足被动步行机器人的进一... 吴晓光关键词:稳定性分析 控制策略 参数优化 文献传递 硬盘加载/卸载过程中磁头动态特性的研究 首先本文用修正的流体力学刚度方法(Smith,1995)和有限元方法来获取对空气轴承方程和滑块平衡方程的联合求解,获取滑块稳态的平衡的位置。然后,根据微分原理使用一个新的方法将对动态问题的求解变为求解静态问题,之后用程序... 吴晓光关键词:数值模拟 文献传递 1000倍聚光的光伏聚光器的非成像设计 被引量:3 2011年 为了设计一种应用于高倍聚光光伏系统中的具有高光学效率、轻量化、低高宽比和良好的光照均匀性的高倍聚光器,采用SMS(simultaneous multiple surfaces)设计方法,应用光束扩展原理和边界光线原理,同时设计具有全内反射功能的光学表面和具折射功能的光学表面,编写数值计算程序,优化各光学表面的轮廓,完成了包含主透镜和二次透镜的高倍聚光器的设计.优化后的高倍聚光器具有1 000倍聚光、小于0.4的高宽比和1.5°的集光角.光线模拟分析结果表明:该聚光器可实现高于85%的光学效率和很好的光照均匀性,应用于高倍聚光光伏系统时易于封装,且在配置两轴跟踪系统的条件下可实现高效率聚光. 赵清亮 陈俊云 吴晓光 胡宜宁关键词:光学设计