在摆动相中用于下肢外骨骼跟踪人体踝关节轨迹的方法

为实现外骨骼摆动腿踝关节对人体踝关节运动轨迹的跟踪,建立了外骨骼摆动腿逆运动学模型与卡尔曼滤波预测模型,并在外骨骼摆动腿踝关节处设置人机位姿误差传感器,同时进行了人体步态实验.仿真中以实验测取的人体踝关节相对于其髋关节的运动轨迹作为外骨骼踝关节的跟踪对象,并依此计算外骨骼踝关节处人机位姿误差.采用卡尔曼滤波器对外骨骼摆动腿的髋、膝关节位置进行预测,再利用外骨骼逆运动学模型对预测结果进行校正.结果表明:该方法能良好地实现外骨骼摆动腿踝关节对人体踝关节的运动轨迹跟踪,并且卡尔曼滤波预测能明显改善跟踪的滞后性,同时仅需检测外骨骼踝关节处的人机位姿误差也有助于简化人机之间的传感器布置.     

迟滞非线性系统自适应鲁棒控制

介绍用超磁致伸缩材料与压曲放大机构组合设计的微位移驱动器,并设计了控制系统.建立了超磁致伸缩执行器基于输入电压-输出位移的机电系统传递函数模型.对微位移驱动器的迟滞特性用微分方程建立了模型.在此基础上构造迟滞模型与传递函数相结合的系统模型.由滑模控制理论,对所建模型提出了可以调节信号跟踪精度的自适应鲁棒控制方法,用Lyapunov稳定性理论进行了系统稳定性证明.通过系统模型仿真与simulink中的半实物仿真实现了该控制率,并验证了模型的准确性和补偿控制的有效性.     

双足机器人稳定行走步行模式的研究

研究了一种基于零力矩点(ZMP)预观控制系统的双足机器人稳定行走步行模式生成方法.通过对双足机器人行走过程中行走参数及ZMP轨迹进行规划,计算出机器人行走过程中的质心轨迹.由运动学模型求解出其行走过程中步行姿态,预观控制器利用未来目标ZMP参考值和双足机器人状态计算控制输入,对机器人进行稳定行走控制.最后采用ADAMS和Matlab/Simulink联合仿真技术对离线步行模式进行仿真验证,仿真结果表明双足机器人虚拟样机可实现稳定行走效果.     

下肢助力外骨骼的动力学分析及仿真

下肢助力外骨骼是一种形似人体腿部结构,并联与穿戴者下肢外部,对穿戴者进行行走助力的机构.针对下肢助力外骨骼的行走特点,把其行走步态周期内的运动分成:单脚支撑、双脚支撑和一脚虚触地的双脚支撑三种行走模式,分别对此三种行走模式进行研究.构建动力学模型,求出各关节力矩,并通过仿真,验证其理论分析的正确性.下肢助力外骨骼的动力学研究为控制系统提供重要的理论依据,除外此研究结果也为仿人机器人的行走动力学研究提供重要的参考依据.     

提升学生道德辨析能力是思品课教学的不懈追求

道德辨析是思品课教学中对学生进行正确教育,引导学生独立思考,分辨是非,自己教育自己的重要方法之一。它是教师结合教学实际,选择和运用相应的事例及材料,引导学生依据正确的道德要求,对其作出是非曲直的判断,     

带载柔性机械臂固有频率确定及其减振器设计

给出了计算带载柔性机械臂固有频率的振型简化法公式，并将其动用于带载柔性机械臂的减振器设计，以及安装减振器后复合系统的固有频率估算，并通过实际柔性臂的计算，与模型简化法和Ｄｕｎｋｅｒｌｅｙ法进行了比较。     

定位平台非线性摩擦的神经网络补偿

提出了一种基于BP神经网络的机械伺服系统非线性摩擦的补偿方法，根据方法设计出一种将经典的PD控制与神经网络控制相结合的控制器，该控制器既有PD控制的优点，又能神经网络逼近非线性函数的能力，较好地补偿了系统中的非线性摩擦和外部扰动，应用Lyapunov稳定性定理，证明了系统的稳定性，并得到系统跟踪差的边界值，采用刚毛摩擦动力学模型，对X－Y定位平台进行仿真和实验，结果表明该控制器能够补偿系统的非线性因素，保证了系统的稳定，减少了跟踪误差，该方案控制效果明显优于PD控制，可用于工业设备的控制中。     

X-Y定位平台的鲁棒自适应摩擦补偿

本文首先描述了X－Y平台实验系统及其模型建立，接着，针对X－Y定位平台中存在的载荷及摩擦参数的不确定性问题，提出了一种鲁棒自适应运动控制方案，所设计的控制器将滑模控制和自适应控制有机地结合在一起，应用Lyapunov稳定理论证明了控制器的稳定性及跟踪误差的收敛性，仿和实验结果表明此方法能够在线辨识摩擦参数，具有较高的控制精度，这种方案可用于工业设备的控制中。     

基于零空间法的柔性多体系统动力学计算及仿真

为了实现柔性多体系统动力学的程式化建模及精确求解,利用自然坐标建立了柔性多体系统带拉格朗日乘子的动力学模型.将约束雅可比矩阵的正交补应用于该模型的处理过程中,通过零空间的正交基将模型转化为纯微分形式,并在时间域内进行离散,给出了数值解法和详细的仿真计算步骤,完成柔性重力摆的动力学建模与计算.仿真结果与运用传统方法所得的结果一致,验证了此建模及计算方法的正确性.针对在空间可展机构中广泛应用的柔性剪式机构,通过在Mathematica环境下编程,建立了动力学模型,并基于零空间法进行数值计算和仿真,得到柔性剪式机构在驱动力作用下的动力学响应曲线及横向振动引起的末端位置误差.     

人体行走下肢生物力学研究

采用运动图像采集系统、测力系统,获得人体行走过程中关节标记点坐标值及脚底力的变化信息,结合人体动力学模型,研究了不同负重（0,10,20,30kg）及不同行走速度（0.8,1.3,1.7m/s）对人体下肢运动学及动力学的影响.在人体行走矢状面内有下述研究结果.1）负重对人体行走运动学的影响为：踝关节在脚尖离地阶段的关节伸展角度随着负重增加而增加;膝关节的运动范围随着负重增加而减小;髋关节前屈角度随着负重的增加而增加,相反的髋关节的伸展角度随着负重的增加而减小.2）速度对人体行走运动学的影响为：踝关节运动范围随着速度增加而增加;膝关节最大伸展角度随着速度增加而增加;髋关节弯曲角及伸展角均随速度的增加而增加,且髋关节运动范围也随速度的增加而增加.3）负重及速度对人体行走动力学的影响为：踝关节、膝关节、髋关节力矩及功率均随负重、速度的增加而增加.研究结果可为人体下肢助力行走外骨骼机器人的设计与研究提供参考依据.