Timeliner机制及其在机器人控制中的应用研究

论文摘要

在复杂控制领域里,任务管理是一项关键技术。在面向实际应用的过程中,传统的基于时间和事件的任务管理系统已经无法适应环境和操作任务的复杂性,这就对任务管理系统的自主能力提出了更高的要求。Timeliner作为一种功能强大的自主任务管理系统,为不确定环境下复杂任务的管理提供了一种新思路。然而Timeliner相关技术研究大多集中在欧美发达国家,国内的研究尚处于起步阶段。因此,本文开展了Timeliner机制及其在机器人控制中的应用研究,主要研究成果如下:1.研究了Timeliner系统结构及机制。系统地归纳、总结和介绍了Timeliner系统的结构,通过与传统任务管理系统比较,分析了系统结构的特点。在此基础上,给出了Timeliner机制及其特点,通过与基于时间以及事件的任务管理系统比较,分析了其在自主任务管理方面的优势,为基于Timeliner的机器人控制方法研究奠定了理论基础。2.研究了基于Timeliner的机器人控制方法。本文基于状态表示的方法对机器人插孔问题进行了描述,对机器人系统进行了建模,进行了基于Timeliner的时间线状态设计,探索了Timeliner的实时控制策略,提出了一种基于Timeliner时间线的实时控制算法,为基于Timeliner的机器人控制研究奠定了方法基础。3.为了验证基于Timeliner的机器人控制方法的有效性,结合已有的虚拟现实子系统,设计了基于Timeliner的机器人控制的仿真实验,给出了相应的实验结果,综合分析了Timeliner机制在机器人控制中的有效性。本文开展的Timeliner机制及其在机器人控制中的应用研究对于Timeliner在航空航天等复杂控制场合的应用也具有一定参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 Timeliner 国内外研究现状
• 1.2.1 Timeliner 的研究进展
• 1.2.2 Timeliner 的应用
• 1.2.3 Timeliner 国内研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 Timeliner 系统结构及机制研究
• 2.1 引言
• 2.2 Timeliner 的系统结构研究
• 2.2.1 Timeliner 系统结构
• 2.2.2 Timeliner 系统结构分析
• 2.3 Timeliner 机制研究
• 2.3.1 Timeliner 机制
• 2.3.2 Timeliner 机制的特点
• 2.3.3 Timeliner 机制分析
• 2.4 Timeliner 的实例分析
• 2.4.1 实例
• 2.4.2 针对Timeliner 机制特点的分析
• 2.5 小结
• 第三章 基于Timeliner 的机器人控制方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 问题描述
• 3.2.1 任务描述
• 3.2.2 状态描述
• 3.3 机器人系统建模
• 3.3.1 电能模型
• 3.3.2 机器人运动学模型
• 3.4 基于Timeliner 的时间线设计方法
• 3.4.1 状态描述
• 3.4.2 时间线内的设计
• 3.4.3 时间线间的设计
• 3.4.4 基于Timeliner 的时间线设计算法
• 3.5 基于Timeliner 的时间线实时控制方法
• 3.6 小结
• 第四章 仿真验证
• 4.1 实验仿真环境设计
• 4.1.1 虚拟环境的构造
• 4.1.2 虚拟对象的碰撞检测
• 4.2 仿真实验与分析
• 4.3 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果