基于最优激励轨迹的RRR机械臂动力学参数辨识

机器人动力学参数的精确辨识是对机器人进行精确控制的前提,参数辨识的精度与所采用的标定轨迹直接相关.以RRR机械臂为研究对象,建立该机械臂的动力学模型.在动力学参数辨识时,选择有穷傅里叶级数做为最优激励轨迹的表达式,通过最小化退化矩阵的条件数来获得最优激励轨迹中的参数,同时把各关节位置、速度和加速度的物理约束与激励轨迹结合起来,使获得的最优激励轨迹在物理意义上是可行的.通过在激励轨迹中指定频率范围来避免激励机器人的柔性特性,利用最小二乘法来辨识动力学参数.最后仿真验证了该辨识方法的有效性.     

直线滚动导轨结合部动力学特性测试及参数识别

基于辨识原理,提出了导轨结合部动力学参数的试验辨识流程,包括标记测量点、频响函数测试、测试数据处理、编制辨识程序等步骤.以组装在床身上的THK导轨结合部为对象,进行了动力学特性测试.并应用Matlab编制了辨识算法,识别出导轨结合部系统法向方向的质量矩阵、刚度矩阵、黏性阻尼矩阵和结构阻尼矩阵,证明了动刚度矩阵法辨识导轨结合部动力学参数的有效性.     

车辆横摆转动惯量及轮胎侧偏刚度识别方法的研究

车辆参数辨识在汽车正逆向开发及控制器设计等方面是必要前提与技术难点.目前参数的获取主要有两种方法:通过仪器测量的方法和系统辨识技术.研究了一种能够识别横摆转动惯量及轮胎侧偏刚度的实验辨识方法.该方法通过汽车转向盘转角脉冲输入获得的实验数据,首先采用时域法辨识车辆横摆角速度对转向盘转角和侧向加速度对转向盘转角的传递函数,再通过非线性最小二乘法拟合传递函数中包含的横摆转动惯量和前后轮胎侧偏刚度,使所得频响特性和辨识所得频响特性误差最小,最后通过仿真验证该方法的理论可行性.所提的实验辨识获得横摆角速度和轮胎侧偏刚度参数的优点是无需特制或购买专用测量设备,尤其在实验条件受限情况下,更具有重要的工程实际意义.     

一种工业机器人动力学参数的辨识方法

机器人动力学参数辨识方程随着关节的增多变得更加繁琐,关节数超过4个后,甚至难以获得准确的参数辨识方程.为此,文中提出一种分步辨识的方法.该方法每次辨识的惯性参数较少,辨识方程相对简单,计算量小,辨识累计误差小,能很好地实现对超过四自由度的关节机器人动力学参数的辨识.文中还以某型六自由度关节机器人为对象,设计了辨识实验,对分步辨识方法进行了验证.结果表明:在保有机器人关键动力学特性的情况下,文中方法能简单而有效地获得机器人的关键动力学参数.     

线性系统实时辨识在微型计算机上的实现

实现最优控制必须研究控制对象的数学模型.对于定常系统,可以用离线系统辨识方法.如果对象数学模型为时变,就需要实时系统辨识.本文假定对象数学模型的微分方程形式已知,需要通过系统辨识确定其方程的系数,并能追踪参数的变化.这类问题称为灰箱问题.实际遇到的大多数工程系统及工业过程都属于此类问题.系统辨识的理论已相当成熟.本文着重讨论如何在微型计算机有限的资源条件下实现.选择的辨识对象为本校研制的碳纤维热分析仪试样加热电炉及其功率放大器(作为一个系统来进行辨识). 问题之关键在于系统辨识算法的选择.算法决定了系统辨识实现的开销以及辨识的可靠性.经过仿真与系统辨识实验比较,并验证了系统辨识的算法以及起步方式、参数选择、激励信号之产生等实际问题.结论为:对于线性系统实时辨识应用递归算法的最小二乘法比较简易可靠.可以在微型机或单板机上实现.     

螺栓结合部静态迟滞行为分析及刚度和阻尼辨识

获得螺栓结合部的静态迟滞行为并开展刚度、阻尼辨识,对于螺栓结合部设计以及装配工艺制定十分重要.利用三维有限元模型预测螺栓结合部迟滞特性,并给出了螺栓联接接触参数的设置方法.针对获得的迟滞曲线,采用最小二乘多项式拟合推导确定了结合部刚度及阻尼参数的辨识公式.以一个简单的螺栓搭接梁为对象进行了实例研究,试验证明了该搭接梁有限元模型及获得的迟滞曲线的合理性,利用获得的迟滞曲线辨识了该螺栓结合部的时变刚度、平均刚度和损耗因子等参数.研究表明:随着预紧力的增加,螺栓结合部的刚度增加而损耗因子(阻尼参数)减小.     

结构-岩土相互作用对结构损伤识别的影响

在时间域内,采用最小二乘法,研究了结构-岩土相互作用(SSI)对损伤识别的影响.通过对结构施加强迫振动并观测结构的动力响应,辨识刚度等结构参数进行损伤识别.研究表明,当结构响应计算和辨识模型都不考虑或都考虑SSI时,辨识参数随观测噪声的降低而收敛于真值,当结构反应计算考虑SSI、辨识模型不考虑SSI时,无论是否考虑可行域约束,辨识参数不随观测噪声的降低收敛于真值,辨识结果的可信度很低,SSI的影响不容忽视.     

不稳定试井分析中参数识别的神经网络方法

在不稳定试井分析中,调整试井解释参数往往花费解释人员大量的时间。特别,当试井解释参数较多时,进行参数调整就更为困难,有时得不到一个合理的参数识别结果。因此,研究新的试井解释参数识别方法势在必行。目前,典型曲线的自动拟合方法是其研究成果之一,但由于数值计算方法的局限,使得该方法难于推广。文中研究了基于神经网络的系统辨识方法在不稳定试井分析参数识别中的应用。通过神经网络对一实际的油气藏系统进行建模和辨识,从而由新的神经网络模型可以获得参数识别结果。着重讨论了均质地层和双重介质地层的压力不稳定测试的参数识别问题,一个实例的分析显示了该识别算法的特性。     

智能自校正多模态轨迹跟踪控制

对于类似于机械手的运动轨迹跟踪和定位控制,为了获得良好的跟踪性能和定位精度,针对复杂多变的被控对象,运用智能控制理论,引入对象过程特征和行为特征的概念,以对象的过程特征状态和行为特征状态为条件元素,构造了1个分层递阶高阶产生式跟踪控制系统结构.系统在运行过程中通过对对象的过程特征和行为特征辨识,实现控制器参数的自动调节和多模态控制.为了具体实现该系统结构的应用,建立用于过程特征辨识、参数校正和控制决策的特征模型,以及从过程特征状态集、行为特征状态集到参数校正模态集和控制决策模态集的映射关系.针对机械手的运动特性进行了仿真研究,仿真结果表明,该系统结构具有较强的鲁棒性,是一种行之有效的方法.     

用频域法识别桥梁的模态参数

根据大型土木结构环境振动的特点,利用频域法对桥梁的模态参数进行识别,详细阐述了峰值检测法和复模态指示函数法识别桥梁模态参数的理论依据和实现方法,对比了两种方法各自的特点.利用香港汀九大桥的实测数据,辨识出了桥梁的模态参数,最后的辨识结果表明该方法在具体的工程应用中的有效性.     

混合选别过程半实物仿真系统

为了满足复杂工业过程控制技术的研究需求,需要建立具有代表性的半实物仿真系统.针对混合选别过程,研发由对象计算机、控制器设计计算机、监控计算机、虚拟执行机构与检测仪表装置和控制系统组成的半实物仿真系统.该系统基于工业控制系统软件开发控制算法,运用MATLAB研发虚拟对象、虚拟执行机构和检测仪表、控制器设计模型,研发了相应的可视化界面.在对象计算机、控制器设计计算机和监控计算机的基础上完成了被控对象机理建模、控制器设计模型参数辨识、控制器设计和控制器性能评价等研究.为复杂控制算法研究进一步工业应用奠定了基础.     

PID调节器参数的继电自整定方法

讨论了ＰＩＤ调节器参数的继电自整定方法,即利用继电反馈所产生的极限周期振荡来估计被控对象的参数,从而整定ＰＩＤ参数。     

零极点配置自校正温度控制的建模与仿真

在模型参数估计的基础上,根据电阻炉温度控制要求所确定的闭环系统极点分布,设计了一种基于最小相位自校正零极点配置算法,给出了电阻炉温控对象的数学模型,模型参数的辨识方法,控制量的计算公式和仿真结果．仿真和实际应用表明：该算法收敛速度快,对时变的温控对象,特别对具有低电压大电流发热元件的温度控制具有较好的控制效果．该系统已经成功应用于某钢研所的智能炉渣性能测试仪发热元件的温度控制．     

一种新的模糊自适应控制方法

针对未知的非线性不确定系统,提出了一种基于广义模糊双曲正切模型的模糊自适应控制方法·该方法采用广义模糊双曲正切模型作为未知的非线性对象的辨识器,以此为模糊自适应控制器提供参数自调整必需的梯度信息·通过与其他的辨识器比较,说明了广义模糊双曲正切模型辨识器具有辨识参数少,辨识复杂性较小,易于提高逼近精度的优点·自适应控制器的梯度算法使被控对象的输出能很好地跟踪期望输出·仿真结果表明,此控制方案对未知的非线性系统的输入有很强的自适应跟踪能力·     

锅炉汽包水位系统的自适应逆控制

要利用自适应逆控制的自适应性和系统辨识能力,提出了对锅炉汽包水位控制系统的自适应逆控制策略。由被控对象的逆对象组成的局部反馈回路可以有效地克服给水扰动以及汽包水位的另一主要扰动——蒸汽流量的扰动。同时,自适应建模所得的FIR滤波器可以跟踪对象的特性变化,由FIR滤波器所得的逆控制器可以使系统的实际输出在对象特性变化情况下跟踪参考模型的输出。仿真结果显示了自适应逆控制的自适应性和鲁棒性。     

竖向地震作用下的结构TMD控制分析

对TMD控制结构竖向地震做了理论分析,以主结构位移方差为优化目标函数得到了TMD最优系统参数计算公式并进行了分析,由算例分析知道此参数是有效的,为TMD控制竖向地震作用下的结构振动提供了理论依据。     

神经网络和PID控制器在过程控制中的应用

运用ＰＩＤ控制器和神经网络相结合的方法，对一种非线性，变参数的受控对象的控制进行研究，仿真结果表明，控制效果比较令人满意。     

基于自校正与线性跟踪的自适应控制系统

提出一种新的自适应控制方法──基于自校正与线性跟踪的自适应控制．从系统的输入／输出完全跟踪的目标出发，根据对象的动态模型，导出自适应控制器的调节模型．对象模型的参数，采用速推最小二乘法在线估计．仿真结果表明，本系统具有对象参数变化的自适应能力．这种控制系统比较适用于被控制参数变化较慢的生产过程．     

单片机温度测控系统设计

对工业对象中主要的被控参数电阻炉炉温进行研究,设计了硬件电路和软件程序.硬件电路选用8031单片机,软件程序采用两重中断嵌套方式.提出了一种PID控制的方法,即只调节Kp一个参数,来实现PID控制.与常规PID三个参数调整相比,省时、高效,为实现简易的自整定控制带来方便.