对8绳6自由度绳驱并联机器人进行支撑刚度分析,基于刚度模型进行了力/位混合控制研究。首先,对绳驱并联机器人进行系统描述;接着,根据矢量封闭原理进行运动学分析,并对动平台进行受力分析,推导出静力平衡方程;然后,在操作空间通过刚度矩阵建立负载变化与位姿变化之间的关系,推导出支撑刚度的解析表达式,进而分析了影响支撑刚度的因素。另外,考虑系统刚度、动平台位姿精度和力控制稳定性等因素,综合出力/位混合控制器。仿真结果表明,在系统刚度基础上提出的力/位混合控制策略有效降低了动平台的位姿误差。最后,通过实验验证了刚度模型与力/位混合控制策略的准确性和有效性。

提出一种基于Levenberg-Marquardt方法求解并联机器人的位姿正解算法。建立一种冗余约束的绳驱并联机器人运动学模型,将机构参数化以求解位姿反解问题。建立非线性正解方程组,取末端执行器的原始位姿作为迭代初值,运用所提出的算法求解位姿正解。利用Matlab/Simulink/xPC工具进行仿真实验,选取复杂的周期性圆曲线作为并联机器人的运动轨迹,进行实时仿真;经验证,该算法可完成精确的位姿正解运算,实现平稳的运动轨迹,具有良好的实时性。选取5种位姿组合,验证该算法的高效性,验算结果表明,该算法迭代次数少、运算时间短、求解精度高,为实现并联机器人的实时监测和复杂控制策略提供了一定的理论指导。

对水陆两栖复合腿机器人进行运动仿真及能耗分析。设计一种弧形腿与桨结合的两栖六足机器人,研究其地面三角步态行走机制,提取腿部转动关节运动模型。分析机器人能源消耗组成部分,简化得到其单周期能耗计算模型。构建9种不同腿长参数的机器人三维模型,在ADAMS软件中设置规划的转动关节轨迹,实现运动仿真。提取仿真后的电机力矩,计算一周期的能耗并进行分析。结果表明:适当减小机器人腿长参数可提高能源利用效率,这对提升腿式机器人整体性能具有一定的参考意义。

提出一种求解冗余约束绳驱并联机器人实时正解的数值算法。建立八绳六自由度绳驱并联机器人运动学模型,并对其机构进行参数化,根据矢量封闭原则计算绳索长度。由反解方程导出非线性正解方程组,取运动平台的初始位姿作为初值,运用Dog Leg算法迭代求出位姿正解。取圆曲线作为运动平台的运动轨迹,实时仿真实验表明该算法可完成精确的位姿正解运算。实验结果显示5种位姿组合平均耗时均小于0.07 ms,满足求解绳驱并联机器人位姿正解的实时性要求。

根据阀控非对称弯辊缸系统的非对称特性，修正系统负载并给出了匹配非对称阀控制非对称缸系统的传递函数。研究了匹配非对称阀控制非对称缸力控制系统的非线性补偿和动压反馈控制策略。探讨了用双阀联动来等效匹配非对称阀控制非对称缸系统的可行性。仿真和实验结果验证了双阀联动控制工作辊弯辊系统的控制策略，为分析和综合非对称阀控制非对称缸系统奠定了基础。

道路模拟振动台是进行汽车及其零部件室内道路模拟试验的关键基础设备之一。本文介绍了道路模拟振动台的基本组成，探讨了道路模拟试验的控制策略。在现代控制理论以及统计原理的基础上，详细介绍了可进行有效道路模拟试验的伺服激振系统的控制方法以及响应谱的复现方法，为道路模拟振动台的自行研制奠定了基础。

研究空间对接中的柔顺力控制；利用基于位置内环柔顺力控制的六自由度并联机器人来模拟空间对接强制校正阶段的推拉过程。介绍了基于位置内环的柔顺力控制结构。详细阐述PID控制器、鲁棒控制器的综合设计方法。仿真和实验结果表明了所设计力控制器的有效性以及鲁棒力控制器的优越性。

由于液压系统的特点以及Stewart平台的结构特性，使液压驱动Stewart平台得到越来越广泛的应用。针对液压驱动Stewart平台，结合其在空间对接中的应用，构建了整个系统的控制和仿真模型，根据空间对接模拟初始阶段需满足的接触初始条件，对Stewart平台进行了轨迹规划。仿真结果验证了这种轨迹规划的有效性。

根据阀控非对称缸系统的非对称特性，修正系统负载、负载压力和负载流量的定义；探讨了匹配非对称阀控制非对称缸系统的最佳负载匹配准则，研究了匹配非对称阀控制非对称液压缸系统在最小液压刚度时的动力机构特性，为非对称阀控制非对称缸系统的进一步研究奠定了理论基础。

由于液压系统的特点以及Stewart平台的结构特性，使液压驱动Stewart平台得到越来越广泛的应用。针对液压驱动Stewart平台，联合平台的运动学和动力学，构建了整个位姿系统的模型；研究了平台的位姿控制策略，并进行了频率特性分析和仿真分析，验证了控制策略的有效性。