Comparison between PCA and KPCA methods in comprehensive evaluation of robotic kinematic dexterity

Due to the correlation and diversity of robotic kinematic dexterity indexes, the principal component analysis （PCA） and kernel principal component analysis （KPCA） based on linear dimension reduction and nonlinear dimension reduction principle could be respectively introduced into comprehensive kinematic dexterity performance evaluation of space 3R robot of different tasks. By comparing different dimension reduction effects, the KPCA method could deal more effectively with the nonlinear relationship among different single kinematic dexterity indexes, and its calculation result is more reasonable for containing more comprehensive information. KPCA＇ s calculation provides scientific basis for optimum order of robotic tasks, and furthermore a new optimization method for robotic task selection is proposed based on various performance indexes.     

循环荷载下低屈服点钢材LYP225的力学性能

为了研究低屈服点钢材LYP225的循环本构关系,对18个试件进行单调加载和循环加载,研究其单调曲线、滞回特点、破坏形态等.基于Ramberg-Osgood模型拟合了对称逐级加载下的循环骨架曲线,通过试验滞回数据标定了基于Chaboche模型的等向强化和随动强化参数,并将其输入到Abaqus软件的混合强化模型中,对强化参数的准确性进行验证.结果表明:LYP225钢材的应力-应变关系与加载历史相关;在不同加载制度下LYP225钢材均表现出良好的延性特征;采用Ramberg-Osgood模型能较好地模拟LYP225钢材在循环对称逐级加载下的骨架曲线;将标定的混合强化参数输入到Abaqus软件中,所得结果能准确模拟LYP225钢材的滞回曲线.因此,LYP225钢材在循环荷载下的性能不同于单调荷载,通过试验数据拟合的强化参数可用于整体结构中的地震反应分析.     

3-RRR并联机器人含间隙的运动学标定及误差补偿

机器人构件几何尺寸误差与关节间隙共同影响了机器人的定位准确度与精确度.文中基于考虑关节间隙的误差模型,使用运动学标定的方法对上述两误差源进行了识别,分析了关节间隙对重复定位中误差分布规律的影响.通过在逆运动学模型中补偿识别到的构件几何误差,以及将标定后的定位误差补偿到控制指令,提高了机构定位准确度;通过在控制中实时补偿关节间隙对定位误差的影响,提高了重复定位精确度.     

血管主从介入手术导管机器人三维模糊控制

在微创血管介入手术中,当从端导管机器人输送导管时,导管易受到患者心跳、呼吸等不确定因素的影响.为了能抑制这些因素对输送导管造成的影响,实现导管机器人系统从手端精确快速地跟踪主手端的控制指令,建立了导管远端弯曲段的运动学模型,设计了基于三维模糊控制器的导管机器人系统.三维模糊控制器是在二维模糊控制器的基础上引入了导管位置误差变化的速率的作用,能进一步提高系统响应速度、降低超调、抑制干扰.仿真结果表明,此控制方案使导管机器人系统具有快速的跟踪性能和较强的鲁棒性能,进而提高了系统的控制精度.     

两足步行机器人动态步行规划及仿真

根据双足步行机器人动态步行过程中必须满足的动态关系式，提出了动步态规划的两步规划法，从而既满足了机器人步行过程中的基本要求，又保证了系统能够实现动态协调运动.在此基础上，对无冲击步行机器人动态步行过程进行了规划和仿真.结果表明，两步规划法满足了动态步行的要求.     

煤粉壁摩擦特性的实验与模拟

为了研究仓壁材料性质、粒径对煤粉运动壁摩擦角的影响,用Jenike剪切测试仪,测试不同粒径煤试样在不锈钢板、碳钢板、环氧板3种常用仓壁材料上的运动壁摩擦力.结合Jenike松散物料流动理论,探讨了不同粒径煤试样运动壁摩擦系数的变化.结果表明:仓壁材料表面的粗糙度越大,煤粉的运动壁摩擦系数越大;材料刚度越大,煤粉的运动壁摩擦系数也越大;水分一定时,煤试样中小粒径煤粉含量越多,壁摩擦系数越大.同时,用离散单元法(DEM)对这一壁摩擦过程进行模拟研究.分析比较模拟结果和实验结果表明:数值模型能够有效模拟实验过程,仓壁材料粗糙度、刚度以及煤粉粒径对壁摩擦系数的影响规律与实验结果相同.     

面向并联机床的G代码编程软件的开发

以6-TPS型并联机床为结构模型,阐述了面向并联机床的G代码编程软件的开发思想和软件结构,以及无干涉刀位文件的生成方法．对若干关键技术进行了研究和探讨,包括数值计算、G代码的自动生成和编译、仿真验证、轨迹的插补和干涉校验等。     

三维韧性剪切变形构造组构样式探讨

结合三维变形理论,在Transpression变形模型基础上,提出了“剪切方向物质挤 出模型”,并从三维有限应变角度定量探讨剪切方向物质（体积）挤出对剪切带宏观组构样 式、转变的影响及其与运动学涡度的关系。变形过程中剪切方向物质挤出对韧性剪切带构造 组构样式影响显著：在减薄型三维变形中,当竖直（z）方向体积挤出量小于剪切运动（x）方向挤出量（两者比值a<1或a=1）时,发生“拉长－减薄剪切变形”,剪切带发育 稳定的竖直面理和水平线理,运动学涡度数（ω_k）对面理和线理组合不产生影响; 当a>1时,发生“加宽－减薄剪切变形”,剪切带组构样式取决于2个因素：运动学涡度 数（ω_k）和剪切带收缩量（k）,可能的组构组合类型为“竖直面理和水平线理 ”或“竖直面理和竖直线理”。根据剪切方向物质挤出模型,得到结论：同一运动性质的韧 性剪切带可形成不同取向的拉伸线理;拉伸线理方向不一定和变形的简单剪切组分方向一致。     

南阳凹陷边界断层三维几何学及运动学特征

新野断层位于南襄盆地南阳凹陷南部的控凹边界断裂,研究其三维几何学和运动学特征对分析南阳凹陷的形成演化至关重要。以2/3D地震、钻井及测井资料为基础,以正断层相关褶皱理论和构造复原理论为指导,深入剖析新野断层的三维几何学和运动学特征及其对凹陷形成的控制作用。根据断层平面走向,结合倾角和断距变化,将新野断层分为西、中、东3段;空间上认为,新野断层是由多个等倾角面构成的复杂曲面,通过两个垂向轴面和4个横向轴面,将新野断层断面分为11个等倾角区。根据平衡地质剖面复原结果对比,认为新野断层西段、东段形成于晚白垩世,中段形成于始新世大仓房期并逐渐与西段、东段硬连接形成一条断层;断层及其上盘地层旋转程度自西向东逐渐增强;断层反转强度自西向东亦逐渐变大。新野断层西段为"座椅式"正断层,中段由"转折式"正断层转"犁式"正断层,东段为"犁式"正断层。沿断层走向的差异沉降和断面形态差异是南阳凹陷构造特征及形成演化的重要控制因素。     

工业炉旋风预燃器煤粉颗粒运动轨迹

在预燃器冷态模型流场内，考虑气流曳引力、重力和Magnus旋转升力，建立颗粒的运动微分方程，并考察颗粒与壁面相互碰撞过程，采用龙格库塔法进行数值求解，得到不同粒径的颗粒在4种流场工部中的运动和停留时间，经计算，还可得出以下结论。⑴颗粒的运动轨迹主要受气相流场分布、颗粒粒径和颗粒初始速度等因素的影响。⑵颗粒粒径较小时，可以忽略上升力和重力的影响，但大颗粒与壁面碰撞后，必须连同考虑颗粒旋转及Magnus升力的作用。⑶选择合适的入口-二次风量比（Q2/Q1）和颗粒的初始速度，可延长颗粒在预燃器内的停留时间，能分离大于30μm的颗粒，该结果能为粉煤旋风预燃器的优化设计提供理论依据。