一种双机协同作业机器人的协作工作空间分析

以一种双机协同作业机器人为研究对象,建立双机协同作业机器人运动学模型,并对其进行工作空间求解与仿真分析,判断是否满足工作要求。首先采用D-H法对双机协同作业机器人坐标系进行建立,通过分析其各个关节之间的空间位姿矩阵变换关系,进行运动学方程求解,然后基于蒙特卡罗法对双机协同作业机器人的协作工作空间进行求解,并进行仿真实验验证。最后对协作工作空间的影响因素进行分析,为下一步对协作工作空间进行优化以及双机协作机器人的轨迹规划等问题提供了理论依据。     

大跨度吊装机器人绳索张力及工作空间求解

针对大跨度吊装机器人的绳索存在悬链线效应的问题开展研究。首先,绳索为直线模型,建立机器人的运动学和动力学模型。其次,绳索存在重力,大跨度绳索为悬链线模型,为了求解悬链线模型中的绳索张力,采用二次规划方法求解绳索张力优化解。在静力学方程基础上,求得吊装机器人的力可达工作空间和力封闭工作空间。最后,通过MATLAB进行仿真验证,仿真结果表明,力可达工作空间小于力封闭工作空间。比较两种模型的绳长,第1根绳索的长度变化最大,绳索张力较小时,绳索自重不容忽略。     

基于自由度分析几何约束求解方法中过约束和欠约束的处理

在自由度分析方法的基础上使用依赖图, 解决了约束求解过程中的过约束和欠约束的处理问题. 依赖图中保留了求解问题中变量间的依赖信息. 当系统发现矛盾的过约束时或欠约束时会给使用者显示提示信息, 由用户进行处理.     

空间两刚体滚动约束系统在线运动规划

空间两刚体间的滚动约束系统是一种典型的非完整系统,非完整的特性可以用于简化机械结构,提高系统可靠性.针对纯滚动约束非完整系统的状态变量之间相互耦合难以控制、已有的控制方法局限于特定的模型且缺少对在线控制研究等问题,建立了适用于一般滚动约束系统在线运动规划的求解方法.该方法基于滚动约束一阶运动模型,首先通过配点法实现离线运动规划获得参考轨迹,然后在实时控制中结合滚动优化框架运用最优动作控制(SAC)算法,实现滚动系统的在线运动规划.将算法运用于球-平面滚动模型和两个球体间滚动模型的实时运动规划,仿真结果表明该方法在拓宽球形机器人控制和灵巧机械手操作方面具有实际应用价值.     

基于粒子群算法的大跨度钢结构吊点层次优化

在面对大跨度钢结构的多台起重机协同吊装时,为了解决各种变形协调方程都不明确情况下的结构吊点设计问题,利用最小应变能原理,基于改进粒子群算法对吊点进行层次优化,即对吊点数量和布局进行综合优化.通过对标准粒子群算法进行改进并结合APDL的ANSYS二次开发技术,在MATLAB环境中编制了适应大跨度钢结构多吊点层次优化的程序,有限元软件ANSYS被后台调用求解目标函数.该方法充分发挥了有限元软件数值计算准确及粒子群算法求极值的高效性和全局性的优点,与ANSYS自带的零阶方法以及遗传算法、模拟退火算法等进化算法相比表明,本优化方法取得了较好的结果,为解决大跨度结构的吊点离散变量组合优化问题提供了一种新的更有效的途径.     

多学科协同优化方法的分析与改进

深入分析了标准协同优化、动态松弛协同优化和两阶段协同优化方法的几何特性,进而比较了各自的优化特性.针对协同优化对初始点敏感的问题,通过增加总体一致性约束的方法,提出了基于先验约束法的SGO方法.针对设计变量数量级相差较大的协同优化问题,为了提高学科间的一致性,给出了基于加权方法的学科间一致性约束表示式.最后,通过悬臂梁...     

阀体密封面自动焊接系统方案设计

基于弗莱那-雪列矢量理论,提出了曲线焊缝离散化方法,据此求得了对应于时间序列的离散焊点位姿和焊枪-焊点间相对位姿.基于变位机-机器人主、从运动链末端的耦合约束关系,提出以船型焊为最佳焊位时的协同焊接运动学模型及参数求解流程.变位机-机器人协同焊接阀体密封面的运动仿真和现场试验表明,该系统能够平稳、准确地完成预期的焊接任务,证实了所提出的协同焊接运动学模型及参数求解方法正确可行.     

二层规划的扰动解

传统的二层规划求解方式是利用下层规划的KKT条件将其转化成单层规划问题.由于互补松弛条件的存在使得MFCQ和线性独立等约束规格不成立.探讨了对互补松弛条件给出ε出扰动后的非线性规划求解问题,以及扰动解收敛到原二层规问题局部最优解的条件,并探讨这些条件实现的可能性.     

协同救援一致性推理模型及求解算法

针对传统的一致性推理模型多测重于单纯的定量、定性时态推理,难以适用于协同救援方案求取问题,基于Allen区间代数理论,添加逻辑约束,提出了一种协同救授一致性推理模型,该模型型同时包含救援行为时态约束和逻辑约束两类信息。基于该模型的等价类子网化简设计协同方案求解算法,并以海上协同教授一致性方案推理为例演示建模与求解过程。结果表明,该模型符合协同一致性方案求解对时态、逻辑两方面推理的需求,可应用于协同救援规划验证。     

基于控制思想求解非线性规划问题的李雅普诺夫方法

为了高效求解非线性规划问题,对一种基于控制思想的新颖方法——李雅普诺夫方法——进行了研究.该方法将约束非线性规划问题转化为一个动态系统,基于系统的动态特性给出原优化问题的最优解.分别针对单目标和多目标的非线性规划问题,对算法的收敛性进行了分析,给出了算法在应用时松弛变量、增益因子等关键参数的取值建议.大量数值算例验证了上述收敛性及参数取值建议的正确性,表明了该方法在求解非线性规划问题时的巨大潜力和新颖性.     

自动化码头支架式单悬臂箱区下场桥调度

为提高自动化码头的箱区作业效率,提出支架式单悬臂箱区布局方案,在此基础上进行场桥调度.考虑场桥间的安全距离及支架缓冲区数量约束,建立整数规划模型,并设计遗传算法对模型进行求解,并对两种布局下场桥调度进行对比.结果表明,在支架式单悬臂箱区布局下,场桥作业效率提高14.50%,场桥等待时间减少65.99%.支架式单悬臂箱区布局可更好地解决多场桥联合作业的优化问题,提高箱区作业效率,为自动化码头箱区规划提供了新思路.     

浅析架桥机起重天车溜车

架桥机起重天车是桥梁建设中关键设备,其溜车现象是架桥机架梁过程中的一大安全隐患,笔者从TP48节段拼装架桥机的起重天车溜车问题入手,结合工程实际情况进行分析,从而解决起重天车溜车这一问题。     

三代核环吊吊钩组升降直线度偏差研究

核电站用环行桥式起重机由于其特殊的工作场合,对吊载的定位精度有严格要求,三代核环吊通过平衡机构和钢丝绳的平衡缠绕来保证其升降直线精度.通过建立核环吊吊钩组钢丝绳缠绕系统的力学模型,采用静平衡方法研究某三代核环吊在不同起升重量、不同起升高度下吊钩组的运行轨迹及直线度偏差.结果表明:相同起升高度条件下,当起升量较大时,起升重量对吊钩组升降直线度偏差的影响较小;相同起升重量条件下,升降直线度偏差与起升高度呈非线性关系;该三代核环吊采用的钢丝绳平衡缠绕方式,能够保证吊钩组的直线度偏差小于±5mm/10m.该分析方法及结果为核环吊起升机构的设计提供了理论依据.     

关于有约束的受迫运动的控制问题

研究有约束的受迫运动的控制问题,由这类问题的D′Alembert-Lagrange原理导出有完整约束和非完整约束系统的动力学方程,举例说明新方程的应用。     

约束满足问题求解及ILOG SOLVER系统简介

首先综述求解约束满足问题的基本算法和搜索策略, 然后介绍ILOG SOLVER求解系统提供的类和函数的基本组成, 并给出用该系统求解的两个地图着色示例.     

带有Bessel位势的积分方程正解的对称性和正则性(英文)

考虑带有贝塞尔位势的积分方程的正解的对称性和正则性,通过动平面方法证明正解是径向对称的.应用正则性提升引理,将正解先提升至L∞,再提升至Lipschitz连续.     

高阶非完整系统运动方程的统一形式

基于万有 D’Alembert 原理得到了高阶非完整系统几类运动微分方程,包括Appell 方程、方程、Nielsen方程、Mangeron 方程和Miceic Dusan-Rusov Lazar 方程的统一形式、给出了相应公式的准座标表述和带乘子的形式。     

起重架绞盘运输车的研制

针对目前钻井公司使用的钻井搬迁设备种类繁多，功能单一，使用时存在资源利用不饱满，非生产成本居高不下的问题。为此，中原特种车辆有限公司研制一种新型搬运设备--起重架盘运输车，该车主要采用6×6载货汽车底盘，加装副车架、起重架、牵引鞍座、取力装置、液压系统、液压绞车、起升系统等构成，能够实现撬装设备拖运、起重和牵引多种功能，结构新颖、使用便捷，可大幅降低钻井公司的搬迁费用，提高经济效益，增强外闯市场的竞争力。该车在肯尼亚钻井公司应用一年，节约钻井设备搬迁费用约10万美元。     

同船装卸协调作业模式下的集卡路径优化调度

为提高集装箱码头的装卸作业效率,合理使用集装箱码头作业机械资源,研究了基于同船同步装卸协调作业情况下集卡行驶路径问题,并综合考虑了岸桥的作业时间,使得在这种装卸调度模式下,集卡的行驶时间和岸桥装卸集装箱的总作业时间最小.并对所建模型进行了数值模拟,给出了集卡行驶的最优路径,岸桥进行装卸同步作业的次数.与传统的调度模式相比较,大大缩短了集卡的行驶时间以及降低了集卡的空载率,同时也提高了岸桥的作业效率,总体提高了机械设备的利用率.     

面向智能变电站的威胁与风险评价模型研究与实现

针对传统入侵检测系统在资源受限的工业网络中部署时效率和稳定性表现不足的问题,首先提出了面向智能变电站的入侵检测系统,以及工业设备安全风险评估方法,建立了针对智能变电站结构的威胁风险评价模型,引入基于灰色模型的网络脆弱性节点主动预测方法用以平衡威胁来源的权重;其次提出基于信息安全三维度风险值计算算法,引入模糊一致判断矩阵进行风险值参数计算,最终实现可以直观判断攻击对系统的影响范围和程度的风险评价.通过相关实验,系统在部署环境中满足被动性、低负荷、实时性以及可靠性要求的同时,能够有效地检测工业网络面临的入侵威胁.