基本信息
陈思鲁  男  博导  中国科学院宁波材料技术与工程研究所
电子邮件: chensilu@nimte.ac.cn
通信地址: 宁波市镇海区中官西路1219号
邮政编码: 315201

研究领域

  • 高速高精运动系统控制

  • 数据驱动智能参数调试

  • 工业机器人应用技术

  • 新一代机器人设计



招生信息

   
招生专业
080201-机械制造及其自动化
招生方向
机器人与智能制造装备技术
高速高精运动控制技术

教育背景

2005-08--2010-01   新加坡国立大学   博士
2001-08--2005-06   新加坡国立大学   学士
学位

2010年 新加坡国立大学 工学博士;2005年 新加坡国立大学 电气工程学士。

工作经历

2010年至2011年,任新加坡综合制造技术有限公司研发部高级工程师;2011年至2017年,任新加坡制造技术研究院机电研究室研究科学家;2017年起,任中国科学院宁波材料技术与工程研究所下属先进制造技术研究所的研究员、中国科学院大学的博士生导师;在工业自动化设备的高速高精运动系统控制方面有10多年的研发经验。针对传统自动化设备的间接传动部件干扰复杂、轨迹规划粗略、定结构控制下精度低等问题,提出了摩擦、推力波动等干扰的数据驱动建模方法、继电反馈下的运动系统整体动力学模型参数辨识方法、适用于通用运动控制架构的轨迹修正和前馈控制方法,以及基于数据驱动的控制器参数调节方法;针对新一代设备中刚柔耦合运动系统动力学建模难、控制带宽低、机构瞬时内应力大等问题,提出了刚柔耦合压电系统的迟滞-蠕变-动力学复建模和分频参数辨识方法、带自适应跃度的多轴联动鲁棒控制方法,以及机械-控制参数集成成优化方法,实现了大工作空间、变轨迹、变载荷下的高速高精运动。在高速高精运动控制领域已经发表SCI文章30余篇,会议论文40余篇,合著英文专著一本,申请发明专利5项。


社会兼职
2021-04-01-2021-12-31,International Journal of Intelligent Robotics and Applications, 客座编委
2019-01-01-2021-12-31,IEEE/ASME 先进智能机电国际会议, 副编辑
2017-06-30-2017-11-30,IEEE CIS-RAM国际会议, 出版负责人

专利与奖励

   
奖励信息
(1) 新加坡国立大学博士研究生全额奖学金, 一等奖, 研究所(学校), 2005
(2) 新加坡教育部本科全额奖学金, 一等奖, 部委级, 2000
(3) 福建省人民政府庄采芳奖学金, 一等奖, 省级, 2000
专利成果
( 1 ) 一种工件校形方法及工件校形装置, 发明, 2021, 第 1 作者, 专利号: ZL202110606718.5
( 2 ) 一种柔性关节及双驱龙门直角坐标平台, 发明, 2021, 第 1 作者, 专利号: ZL202110875034.0

出版信息

至今,已经在相关的优秀期刊和知名国际会议发表文章60余篇,合著英文学术专著1部,其中在Automatica和IEEE各个专业学报,如工业电子、工业信息化、机电一体化、控制系统技术等SCI期刊已发表文章30余篇(包括中科院1区11篇,2区14篇,1作和通讯作者22篇)。

发表论文
(1) Kinetostatic modeling of dual-drive H-type gantry with exchangeable flexure joints, Journal of Mechanisms and Robotics, 2021, 第 1 作者
(2) Non-geometric error compensation for long-stroke Cartesian robot with semi-analytical beam deformation and Gaussian process regression model, IEEE Access, 2021, 通讯作者
(3) A novel nonlinear disturbance observer embedded second-order finite time tracking-based controller for robotic manipulators, Journal of Computing and Information Science in Engineering, 2021, 第 4 作者
(4) Fractional order based modeling and identification of coupled creep and hysteresis effects in piezoelectric actuators, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2020, 第 5 作者
(5) A kinematic calibration method of a 3T1R 4-degree-of-freedom symmetrical parallel manipulator, Symmetry, 2020, 通讯作者
(6) Robust decentralized controller synthesis in flexure linked H-gantry by iterative linear programming, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019, 通讯作者
(7) A novel adaptive jerk control with application to large workspace tracking on a flexure-linked dual-drive gantry, IEEE Transactions on Inudstrial Electronics, 2019, 通讯作者
(8) A plane projection based method for base frame calibration of cooperative manipulators, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019, 第 4 作者
(9) Development of multitarget acquisition, pointing,and tracking system for airborne lader communication, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019, 第 4 作者
(10) Enhanced stiffness modeling and identification method for a cable-driven spherical joint module, IEEE Access, 2019, 第 3 作者
(11) Disturbance compensation by reference profile alteration with application to tray indexing, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2019, 通讯作者
(12) Parameter space optimization towards integrated mechatronic design for uncertain systems with generalized feedback constraints, Automatica, 2019, 通讯作者
(13) Study on stiffness-oriented cable tension distribution for a symmetrical cable-driven mechanism, Symmetry, 2019, 第 3 作者
(14) The design and kinetostatic modeling of 3PPR planar compliant parallel mechanism based on compliance matrix method, Review of Scientific Instruments, 2019, 第 4 作者
(15) Design and optimization of a magnetically levitated inductive reaction sphere foe spacecraft attitude control, Energies, 2019, 通讯作者
(16) A survey on design of reaction spheres and associated speed and orientation measurement technologies, ISA Transactions, 2019, 通讯作者
(17) Enhanced sensitivity shaping by data-based tuning of disturbance observer with non-binominal filter, ISA Transactions, 2018, 通讯作者
(18) Integrated mechatronic design in the flexure-linked dual-drive gantry by constrained linear-quadratic optimization, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2018, 通讯作者
(19) Composite jerk feedforward and disturbance observer for robust tracking of flexible systems, Automatica, 2017, 第 1 作者
(20) A constrained linear quadratic optimization algorithm toward jerk-decoupling cartridge design, Journal of the Franklin Institute, 2017, 通讯作者
(21) Force estimation and failure detection based on disturbance observer for an ear surgical device, ISA Transactions, 2017, 第 3 作者
(22) Data-based tuning of reduced-order inverse model in both disturbance observer and feedforward with application to tray indexing, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2017, 通讯作者
(23) A novel constrained H2 optimization algorithm for mechatronics design in flexure-linked biaxial gantry, ISA Transactions, 2017, 通讯作者
(24) Principle and modeling of a novel moving coil linear-rotary electromagnetic actuator, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2016, 通讯作者
(25) Toward comprehensive modeling and large-angle tracking control of a limited-angle torque actuator with cylindrical Halbach, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2016, 第 1 作者
(26) Precision control of piezoelectric ultrasonic motor for myringotomy with tube insertion, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 2015, 第 5 作者
(27) Data-driven modeling of control valve stiction using revised binary-tree structure, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2015, 通讯作者
(28) Development of an approach toward comprehensive identification of hysteretic dynamics in piezoelectric actuators, IEEE Transactions on Control System Technology, 2013, 通讯作者
(29) Discrete composite control of piezoelectric actuators for high-speed and precision scanning, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2013, 通讯作者
(30) SVD-based Preisach hysteresis identification and composite control of piezo actuators, ISA Transactions, 2012, 第 3 作者
(31) Identification of Coulomb friction-impeded systems with a triple-relay feedback apparatus, IEEE Transactions on Control System Technology, 2012, 第 1 作者
(32) Modeling and compensation of ripples and friction in permanent-magnet linear motor using a hysteretic relay, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2010, 第 1 作者
(33) Limit cycles induced in type-1 linear systems with PID-type of relay feedback, Int. Journal of Systems Science, 2009, 第 1 作者
(34) Friction modeling and compensation of servomechanical systems with dual-relay feedback approach, IEEE Transactions on Control System Technology, 2009, 第 1 作者
(35) Two-layer binary tree data-driven model for valve stiction, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2008, 第 1 作者
发表著作
(1) Precision Motion Systems: Modeling, Control and Applications, Butterworth-Heinemannn, 2019-09, 第 4 作者

科研活动

现主持国家重点研发计划“智能机器人”专项课题、国家自然科学基金联合基金、面上项目、宁波市科技创新2025重大专项等科研项目。

科研项目
( 1 ) 基于直驱力矩电机的多轴联动加工中心, 主持, 省级, 2019-04--2021-12
( 2 ) 面向工业机器人生产线的工艺包开发, 主持, 国家级, 2017-12--2020-11
( 3 ) 基于可置换柔性连接的双驱龙门平台动力学建模和高速高精运动控制方法研究, 主持, 国家级, 2019-01--2022-12
( 4 ) 大型重载机器人平台技术, 主持, 省级, 2019-04--2021-12
( 5 ) 轻量化协作机器人设计方法与控制技术研究, 主持, 国家级, 2021-01--2024-12
特邀报告
(1)工业机器人的力控技术   2019第十届高效加工智能自动化高峰论坛   2019-03-08
(2)刚柔耦合运动系统的高速高精运动控制方法研究   第二届中科院“材料与未来”青年科学家论坛   2018-07-02

合作情况

基于国家重点研发计划课题与地方重大科技项目,目前与杭州新松、上海新时达、广州启帆、浙江大学、宁波伟立机器人、宁波金凯机床等单位建立了项目合作关系。

指导学生

现指导在读博士、硕士研究生10余名。

毕业学生去向

张逢宣 硕士研究生 2020 华为技术有限公司 

姜超 硕士研究生 2020 美的集团 

万红宇 硕士研究生 2021 中国科学院大学攻读博士学位 

肖涛 硕士研究生 2021 华为技术有限公司 

刘艺莎 硕士研究生 2021 杭州芯控智能科技有限公司