中国天眼馈源支撑缆索检测机器人设计

中国天眼,即五百米口径球面射电望远镜,简称FAST,是中国的重大科技基础设施。而馈源支撑系统是FAST中对馈源舱进行高精度位姿调节的重要部件。为保障FAST的正常运行,必须定期开展馈源支撑系统的安全检测。为此,需要设计能够自主进行馈源支撑缆索缺陷检测的机器人系统。本文针对机器人在FAST馈源支撑缆索上的工作环境,设计机器人总体方案。根据缆索上障碍多的特点,将检测机器人设计为底部开口、多轮抱索、多节串联形式;根据缆索长、陡的特点,确定两端卷扬机牵引驱动为主、轮驱为辅的驱动形式。依据总体设计方案,分别开展机器人各部分的详细结构设计,保障机器人能够可靠地沿缆索运动与避障;设计主动调整、弹性适应的连接机构实现各节机器人之间连接与相对位置调整。最后,进行机器人整机样机运行实验。实验结果表明,机器人能够稳定地在缆索上运动及避障,验证了所设计的机器人系统沿FAST缆索检测所需的运动能力。     

大射电望远镜FAST馈源支撑两级调整机构联调机理分析

从运动学的角度分析了大射电望远镜FAST馈源支撑系统两级调整机构的联调机理,并运用空间矢量工具推导了运动学控制的数学模型.此外,还给出了精调控制方案、Stewart精调机构的控制策略、硬件结构和软件流程,并对总体控制系统做了说明.联调机理分析对实现FAST馈源支撑系统联调方面做了一次有益的探索,有助于FAST研究工作的进展.     

FAST工程馈源舱Stewart平台的机构精度标定

FAST工程采用柔索悬吊方案,利用六根支撑索拖动30t重的馈源舱在百米尺度空间内运动,并将馈源瞬时定位于毫米级精度位置。因此,馈源舱的主要执行机构-Stewart平台必须克服制造误差、刚度变形、测量误差以及外界扰动耦合的影响,实现馈源的定位精度要求。本文分析了Stewart平台的结构、机构、工作原理及误差来源,针对前期的精度标定提出了测量及误差补偿方案,研究内容对于FAST工程大科学目标的顺利实现具有重要的指导意义。     

基于GPS的FAST望远镜馈源平台自动测量控制系统

500m直径大射电望远镜(简称FAST望远镜)的跟踪观测是由馈源的空间运动来实现,因此馈源在搜索运动过程中要保持很高的稳定性。就馈源平台自动控制系统对位置和姿态测量精度要求进行分析,提出了采用实时动态技术和全球定位系统(GPS)姿态测量技术进行馈源平台的实时监控,以实现整个FAST望远镜对宇宙射电源的自动化跟踪。介绍了GPS时实动态姿态测量原理和FAST监测系统的构成,以及姿态测量的数学模型和解算方法。该方法在50mFAST馈源模型上试验得到馈源平台中心点位精度为5.65mm、姿态精度0.345°可以满足FAST望远镜一次支撑的精度要求。     

FAST工程馈源舱结构设计

针对FAST工程馈源舱由六根钢索悬吊于空中,在百米尺度大工作空间内运动的特点,设计了可以安装多频段的馈源接收机并且满足轻型化、高屏蔽效能、高可靠性等要求的馈源舱,馈源舱内安装有AB轴机构、Stewart平台等精确调整机构,通过舱内的二级精调机构将馈源定位于瞬时焦点,并通过对馈源舱的力学仿真分析,确定馈源舱的整体的刚度值及变形量,为后续优化设计提供理论依据。     

三轴运动控制器的图形编程及智能仿真平台研究

针对三轴运动控制器的应用编程,结合0penGL虚拟现实引擎、嵌入式系统、编译原理和软件工程理论,设计开发了一套图形编程及智能仿真平台.该平台实现了运动轨迹的图形化控件编程。并提供的虚拟仿真系统可模拟演示制造流程.图形化编程指令可基于不同底层平台转化为三轴运动控制器的控制指令序列(字节码),具有很高的跨平台可移植性.该平台是运动控制器的二次开发平台设计理念的技术革新,具有很高的理论研究前景和应用价值.     

插床的数控化改造

自行研制开发了基于PC机+PMAC运动控制卡的开放式三坐标CNC系统,对普通插床进行了数控化改造.该CNC系统采用模块化设计,具有实时加工控制、图形自动编程、列表曲线拟合编程、模拟仿真和加工轨迹动态跟踪显示等多种功能,已成功应用于罗茨泵系列转子异型面的数控化加工.     

FAST台址环境对GPS-RTK测量精度的影响及应对措施

FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,500 m口径球反射面射电望远镜）是我国正在贵州建设的重大科学项目,建成后将成为世界上最大的单口径射电望远镜.其中FAST馈源一次支撑测量精度要求17 mm,将采用GPS-RTK与全站仪两种测量方式,本文主要通过实测数据分析FAST台址洼地环境对GPS-RTK测量精度造成的影响,并根据FAST台址地形图和馈源舱的运行轨迹制定相应的解决方案.     

基于频率分析的实时滤波器研究

大射电望远镜FAST关键技术研究的模型实验中,采用莱卡全站仪构建了馈源位姿测量系统。针对测量数据的噪声,提出了一种基于频率分析的实时滤波方法,能够有效地跟踪大范阎机动目标的运动。该滤波器在传统多项式拟合滤波器的基础上,采用动态频率分析和预测技术,使得滤波时滞只有采样周期的三分之一左右,适合高实时性要求的应用。在FAST馈源精调平台的振动控制实验中,应用该滤波器显著提高了控制效果。     

FAST馈源支撑塔的固有频率测试

FAST馈源支撑系统结构复杂,在进行馈源支撑塔的结构设计时,充分考虑馈源支撑塔的振动对馈源舱的控制带来的影响,要求馈源支撑塔的固有频率处于1 Hz以内。以模态分析理论和有限元方法为基础,使用Ansys对馈源支撑塔进行仿真,计算前三阶固有频率。通过仪器对六座支撑塔的固有频率进行测试,比较和分析前三阶固有频率的计算值与试验值,以对支撑塔的刚度进行检验和评估。     

信息系统中英文与中文系统的比较

信息系统中英文系统具有文字本身固有的规律,可以处理所有的正确、现在错误将来正确和永远错误3类文字,但中文系统因违背了文字本身固有的规律:无限性和有序性,因而不可能处理全部汉字.理论和现实都要求中文系统必须要能处理全部汉字,因此,英文与中文系统存在根本性差异,专利《无限有序字符集汉字全集方法和系统》可以彻底解决中文系统实现无限性和有序性问题.     

系统科学方法下的茶叶产业信息系统体系的构建

为了进一步改善茶叶产业结构,扩大茶叶品牌效应,提高产业科技信息化支撑能力,运用系统科学方法,构建一套茶叶产业信息综合服务系统(系统简称为TPIASS),枚举了系统的主要功能,详细阐述了系统的建构方法及模块开发控制过程,讨论了系统建设效果评估模型,研究分析结果为项目的实际开发奠定了基础,能够为我国十二五期间现代化茶叶综合服务系统的建设提供参考.     

学生网上选课专家系统

本系统基于网络的计算机系学生选课专家系统是为了适应导师制的需求而建立的。本系统在学生进行课程选修时，向学生提出专家性的建议和指导，帮助学生完成选修课程的工作；另外，还可以协助老师发布选修课程的有关信息。系统采用三级体系结构。专家系统的构建以产生式系统为基础并结合基于案例的推理。     

某CAT数据库管理系统设计

某CAT系统测控软件采用组件式设计,系统数据库提供整个测控系统软件的运行支持。本文分析了某CAT系统数据库的需求,进行了数据库模型和数据库接口设计,实现了数据库管理系统的设计。     

滤袋式除尘系统的控制系统

介绍了采用可编程控制器的滤袋式除尘控制系统,主要实现温度和差压信号的采集,引风机、空压机等的控制,它采用西门子的S7—200控制系统,具有模拟信号采集和文本显示功能。     

本科生导师制与研究生导师制的比较研究

本科生导师制与研究生导师制是两种不同的教育机制,二者在基本职能、导师队伍建设、导学方式、平台构建、工作机制、功能定位及实现途径等方面存在明显区别,前者重在人生引导,具有开放性,属于隐性教育的范畴,后者重在学术指导,属于显性教育的范畴。     

关于线性不定方程组与线性同余式组

分别给出了线性不定方程组与线性同余式组是否有解的判别条件 ,给出了线性同余式组的解数公式 ,改进和推广了一些经典定理 .     

微钻头CAD系统的开发及基于系统的建模

运用几何学及运动学原理,建立砂轮、螺旋槽和后刀面的数学模型,在数学模型的基础上利用坐标变换开发了钻头的CAD系统.利用该系统,求得在给定刀具(砂轮)具体形状的条件下钻头螺旋槽截面形状的数据,结合后刀面刃磨参数,建立钻头的三维实体模型.该系统的开发为钻头的结构优化设计提供了直观的、易操作的系统,简化了钻头设计过程;同时也能为钻头的强度和刚度分析提供精确的实体模型.     

关于学分制条件下实行导师制管理的几点思考

从作为学分制导师的切身实践出发，介绍了长春大学学分制教学管理模式下实行导师制管理的基本内容、运行现状、存在问题及如何做好导师工作的对策思路。