基于负脉冲输入整形法抑制一种3自由度并联机器人的振动

为了获得快速、准确的系统运动响应,设计了负脉冲输入整形器.介绍了一个3自由度并联机器人系统,以及系统模型和动态方程.给出了含有负脉冲的ZV,ZVD,EI输入整形器的构造方法,并应用到这个3自由度机器人系统.从减少系统响应的时间延迟、鲁棒性等方面对负脉冲整形器进行研究,并与正脉冲输入整形器进行了对比.数字仿真的结果证明负脉冲输入整形器能够在抑制残余振动的同时减少系统响应的时间延迟.     

用于机器人末端残余振动控制的控制误差优化输入整形器

针对工业机器人关节柔性引起的末端执行器残余振动问题,提出一种基于控制误差优化输入整形器的振动控制算法。该算法结合零振动二阶微分输入整形器(ZVDD)方程和系统响应时滞时间方程,构建了关于整形器脉冲幅值参数的线性约束方程组;以整形后末端运动过程控制误差和定位误差为优化目标,建立了控制误差代价函数;利用拉格朗日乘子法解出脉冲幅值参数的表达式并进行迭代运算求得最优解;采用预测路径规划来补偿系统时滞时间。实验结果表明:所设计的控制误差优化输入整形器能将机器人J5轴末端残余振动加速度减少至整形前的11.7%,与ZVDD输入整形器相比能减少系统响应时滞时间约88%和最大过程控制误差约60.3%,与CEM输入整形器相比能减少定位误差约53.7%。该算法可以在有效抑制残余振动的基础上,减小传统输入整形器引起的系统响应时滞时间、末端运动过程控制误差和定位误差,对提高工业机器人的定位速度和精度具有一定的参考意义。     

双重驱动平面并联机器人的振动控制

为了实现柔性机器人的高速高精度控制,抑制高速运动中的残余振动,提出一种新颖的柔性机器人机构,并基于双重驱动的思想研究了其振动抑制问题。以直线伺服电机作为机器人的主驱动源,实现高速精密点位控制,并采用脉冲整形技术减小末端残余振动;以压电陶瓷作为从驱动源,采用闭环反馈控制策略抑制末端残余振动。实验结果表明:采用输入指令整形减振技术和压电陶瓷相结合的抑振策略,系统稳定时间缩短80%以上,双重驱动的抑振策略实现了高速高精度的运动控制。     

基于复数法的输入整形器的设计与研究

提出了一种新的输入整形器的分析设计方法-复数法.即根据系统残留振荡的特点,用复数表示输入整形器的各脉冲,将输入整形器的运算转化为数学运算,推导出ZV和ZVD整形器的表达式,并对其响应速度和鲁棒性等性能进行了分析.仿真结果验证了按此方法设计的输入整形器确能抑制残留振荡.     

输入整形器抑制残留振荡的研究

输入整形是一种用来抑制柔性结构系统残留振荡的前馈技术，本文研究了ZV和ZVD两种输入整形器，仿真结果证明其有效性。     

路面随机激励下康复机器人轮椅的抑振解析

为了有效抑制随机路面激励下康复机器人轮椅的振动,提出了一种抑制参数解析优化方法.将康复机器人轮椅的坐垫及轮胎视为具有刚度和阻尼的减振元件,建立了人体-机器人轮椅垂向振动模型;以路面不平顺随机激励作为振动模型的典型输入,推导了人体振动加速度频响函数及方均根响应解析式,并提出了振动响应系数,进而揭示了轮胎减振系统阻尼比及坐垫减振系统阻尼比对频响函数及响应系数的影响规律;基于响应系数,创建了人体-机器人轮椅抑振参数的解析优化模型.结果表明,通过解析优化模型所得坐垫及轮胎最优阻尼与数值模拟优化结果的相对偏差分别为0.3%和0.6%.模型的正确性通过实例优化及数值模拟得到了验证.     

淡化器仿真与设计

对于现代电传操纵系统的飞机,为了满足飞机不同飞机任务或故障下的需要,减轻驾驶员的工作负担,会采用不同的控制系统,称为多模态控制.模态转换时,由于系统特性的改变,可能会使飞机响应在变换前后出现不利的急剧变化的瞬态响应,在飞行控制系统中抑制这些瞬态响应的算法称为淡化器.首先分析淡化器设计影响因素,建立了转换过程仿真模型,提出了淡化器实现模态转换的数学表达式,并使用实例对常见的三种淡化器进行仿真比较,最后提出一个用于选择淡化器的量化指标,可辅助选取淡化序列.     

利用压电陶瓷对柔性悬臂梁进行主动控制试验研究

通过对压电陶瓷作动器(包括智能传感器和驱动器)对柔性悬臂梁进行正位反馈控制的试验研究,得到了模态振动控制与瞬时脉冲振动控制的振动响应曲线,并分别对有控与无控情况进行对比.结果表明利用压电陶瓷以及正位反馈控制算法能够有效抑制外界激励下的一阶、二阶模态振动引起的结构振动.     

EI输入整形器的设计方法研究

采用极不灵敏法来设计极不灵敏输入整形器,在Singhose提出的极不灵敏法基础上,完成了对无阻尼系统多峰极不灵敏输入整形器的推导过程,仿真结果表明用此方法设计的输入整形器能有效地抑制残留振荡,且较之ZV和ZVD整形器,其鲁棒性得到进一步的改善,但这种鲁棒性的改善是以牺牲响应速度为代价的.     

被动负刚度装置与线性滞回阻尼器组合对斜拉索 多模态振动的阻尼效果

提出了结合负刚度装置提升线性滞回阻尼器对斜拉索多模态振动控制效果的方 法 . 考虑被动负刚度装置与阻尼器在斜拉索上任意位置安装,采用斜拉索两点施控系统特征 方程,讨论了安装位置、线性滞回阻尼器参数、负刚度系数等对斜拉索多模态阻尼的影响 . 结 果表明,被动负刚度装置能有效提升线性滞回阻尼器对斜拉索的多阶模态阻尼比,其安装位 置越靠近阻尼器,阻尼提升效果越明显. 进一步,以苏通大桥某附有黏性剪切阻尼器的超长拉 索为例进行了实际设计,讨论了被动负刚度的可行性,并与结合惯容器的阻尼器进行了对比, 结果表明,被动负刚度装置对斜拉索-阻尼器系统多模态阻尼提升效果更好.     

双频率锚泊线动力分析

本文比较详尽、全面地介绍了一种求解锚泊线动力响应的方法，即将锚泊线的非线性基本运动方程应用摄动法展开，并考虑了运动过程中由于锚泊线位置的变化所引起的对动力响应的影响，得到一阶和二阶的线性偏微分方程，并将此两方程在频率域内求解，得到一阶和二阶频率响应函数，再用傅里叶变求得脉冲响应函数，将脉冲响应数与输入卷积，即得锚泊线动态时历响应，为了验证这种方法，将脉冲响应函数与输入卷积，即得锚泊线动态时历响应。     

使用随机子空间法解决受力加速度响应的模态参数识别问题

当外力为高斯白色噪声激励,并且已知线性动态系统的初始条件时,加速度动态响应的随机递减函数和自由衰减振动响应不相等,这是因为在白噪声激励下此随机递减函数中存在一个奇异点;而直接使用有外力嵌入的受力加速度响应会对参数识别精度产生影响。针对随机子空间方法应用于加速度数据的数学基础加以论证,并证明用加速度响应来进行模态参数识别时,将会出现一个识别偏差问题;该偏差问题是因为其加速度相关函数,还受到外力之相关函数的影响。对原始随机子空间方法进行改进,采用无加权模式对Toeplize矩阵进行奇异值分解。透过一个三自由度动态系统的加速度响应进行模态参数识别。结果表明,该方法不仅能有效地消除外力的影响,更能提高其识别精度。     

双马达驱动弹性圆柱负载的动力学分析

为了考察双马达驱动系统输出力矩同步性对弹性负载变形与应力分布的影响，研究了简化的双力矩驱动弹性圆柱负载模型.基于连续弹性体的振动理论，建立双力矩驱动弹性圆柱负载的一维扭转振动方程，给出了弹性圆柱负载变形与剪应力的解析解.对解析解的分析表明，当输入力矩完全同步时，变形与剪应力中的奇数阶模态响应将被抑制；数值计算结果表明，当输入不相同的阶跃转矩时，负载的最大剪应力水平将显著增加.     

基于卷积技术的线性系统的时域分析

从理论上严格证明线性时不变系统时域分析的核心是卷积,卷积不仅能计算系统冲激响应和零状态响应,也能计算系统零输入响应和全响应.     

基于卷积技术的线性系统的时域分析

从理论上严格证明线性时不变系统时域分析的核心是卷积,卷积不仅能计算系统冲激响应和零状态响应,也能计算系统零输入响应和全响应.     

MIMO PLC系统中脉冲噪声消除方法

电力线通信(power line communication, PLC)中,脉冲噪声严重影响通信的可靠性,如何有效消除脉冲噪声对系统的影响是目前电力线通信急需解决的问题。提出一种在多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)PLC系统中脉冲噪声消除方法,在时域通过设置最优阈值对高幅度脉冲噪声进行置零。在频域通过迭代法结合空频分组码(space frequency block code, SFBC)消除低幅度脉冲噪声,该步骤是先进行硬判决检测,利用空频分组码空间和频域的分集增益,检测出可靠性更高的符号;用频域的接收信号减去重构的经过信道的信号来重构出剩余的脉冲噪声;在时域减去剩余的脉冲噪声,1次迭代过程完成。经过1次迭代后已经消除部分脉冲噪声,多次迭代则系统性能将明显提升。仿真结果表明,该算法相比传统的脉冲噪声消除算法性能提升了1.46 dB,使脉冲噪声对系统性能的影响明显减小。