基于动力学系统方法的自主移动机器人行为设计

提出了动态障碍物环境下基于动力学系统方法的移动机器人行为设计.在行为动力学模型中考虑障碍物运动速度和运动方向,使得移动机器人具有根据移动障碍物的运动而调整自身线速度和角速度的能力,实现自主避障.用碰撞时间和碰撞角度描述的碰撞区域作为对移动机器人运动的约束,这样可消除无谓的避障运动.仿真结果表明所提出的设计方法能有效地改善动态环境下的移动机器人自主导航能力和工作效率.     

黄连提取动力学模型研究

根据中药浸提机制和扩散理论,通过对黄连在乙醇环境中的浸提时间、温度、溶剂剂量、颗粒粒度与浸出有效成分浓度之间的关系进行优化,建立黄连提取的动力学模型。实验结果表明,在实验条件满足的前提下,动力学模型结果与实验结果较好地吻合。     

系统动力学模型及其应用

本文从系统理论的基础思想出发，建立了一个图书馆发展的系统动力学模型，以求全面和系统地研究图书馆与教育、科研、经济的关系，模型综合考虑了供给推动和需求拉运输航船主模型的应用，并提出了政策建议。     

博落回生物碱的超声提取动力学模型

超声法提取博落回果荚中主要生物碱,并采用HPLC法对提取液进行生物碱含量测定,以此来研究博落回果荚中主要生物碱在超声条件下提取的动力学特征.获得了提取液中四种主要生物碱(原阿片碱,别隐品碱,血根碱和白屈菜红碱)的含量,并根据等温动力学方程图解法确定了提取过程的反应级数.求得了不同温度下四种主要生物碱的反应速率常数k,进一步依据速率常数k求得了四种生物碱的活化能.结果表明,超声提取博落回果荚中主要生物碱的过程符合二级动力学方程的模型.     

超声提取中草药成分的动力学模型

根据Fick第一定律和中草药浸提机制,结合超声对植物细胞的破壁作用,建立了超声提取中草药有效成分的动力学模型.在不同提取时间和不同提取功率条件下,对银杏叶中黄酮成分进行了超声提取实验,实验结果与动力学模型结论一致.结果表明,在一定提取时间范围内,提取液浓度(In c)与提取时间(In t)呈线性关系.提取时间一定时,提取液浓度(In c)与超声提取功率(In P)具有线性关系.     

非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制

文章讨论了包含电机动力学模型的非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制问题,提出了一种新型速度跟踪控制策略,使该非完整系统全局渐近稳定,并能有效克服外部扰动带来的影响,使系统具有良好的鲁棒性。仿真结果证明,该控制策略是有效的。     

户外小型智能移动机器人运动轨迹跟踪控制

该文根据户外小型智能移动机器人的应用特点研究了轨迹跟踪控制。基于机器人的动力学模型，利用后退方法的思想，设计了全局收敛的稳定可靠的跟踪控制律，提高了移动机器人在不确定性环境中工作的鲁棒性，比基于运动学模型设计的控制律更加适宜于工程应用，经仿真计算，验证了该控制方法的正确性，为户外小型智能移动机器人轨迹跟踪的实用控制方法提供了理论依据。     

移动机器人的动力学分析与仿真

针对移动机器人动力学建模问题,本文基于多体系统离散时间传递矩阵法,构建了移动机器人的车体与机械臂的统一整体动力学方程.并设定了机械臂各个关节的转动规律以及整体动力学方程的边界条件.最后采用MATLAB软件对动力学方程进行数值仿真.通过对仿真结果的分析,不仅验证了理论研究的正确性,也得到了各个关节的力矩大小及变化规律,便于驱动电机的选型,同时为后期的控制系统设计提供了重要的理论依据.     

六主动轮移动机器人的建模及路径跟踪

为了研究轮式移动机器人的控制问题,用Newton-Euler法建立了一个具有6个主动轮且都能独立转向的移动机器人的动力学模型。用一种智能比例微分(PD)控制方法,实现了机器人的路径跟踪。该控制方法参考模糊控制的思想,将位置误差和方向误差分成若干个模糊集合,使控制器的参数能根据机器人的状态及外部环境进行调节,同时解决了各轮控制命令的协调问题。仿真结果表明,该控制策略是行之有效的。     

非完整移动机器人的模型预测控制技术的研究

该文主要基于动力学模型的基础上,初步建立目标函数,添加终端状态惩罚到值函数,并且添加一个终端状态约束到滚动时域控制器上来保证局部线性的稳定性,并完成对非完整移动机器人的轨迹跟踪。在此基础上,研究保证预测状态稳定的误差输入、设计终端状态控制器。研究表明,添加终端惩罚的目标函数能确保规划出的轨迹不仅能有效的跟踪参考轨迹,并且使输入的信号能够满足限定的终端状态时域约束。仿真结果表明,此方法能有效跟踪参考轨迹。     

履带式移动机器人动力学模型及其反馈控制

履带结构被广泛地应用在移动式机器人的设计当中。为提高其反馈控制模型的精度,该文详细分析了履带式机器人的受力特点,提出了一种适于进行控制器设计的履带机器人模型,并在此基础上,按照反馈线性化的思想,提出了一种履带式机器人稳定路径跟踪控制器的设计方法,同时给出了方法的非奇异条件。该文提出的控制系统模型和路径跟踪方法,为履带式机器人控制系统设计提供了理论依据。     

战时城市系统动力学模型

在简要回顾现有研究成果的基础上,运用系统动力学的思想和方法,建立战时城市系统的一般模型。针对未来战争的特点,重点讨论了在信息战中模型的几种特殊情形,并进行了相应的计算机仿真。仿真结果表明,在战争条件下,城市内部各个子系统之间的相互关系,特别是信息系统与其他系统之间的关系,对城市系统的生存发展起着至关重要的作用。     

室外移动机器人仿真试验系统的研究

本文研究了四轮结构汽车的车体动力学模型，包括运动模型、方向系统模型和速度系统模型，根据室外移动机器人的研究的特点，设计并实现了室外移动机器人仿真试验系统。该系统在设计上完全采用真实的接口，车体模型仿真真实车辆，使得上层算法程序能够“透明”地控制仿真车体而不作特别的区分。该系统采用面向对象的设计方法，有较好的扩充性，能够适用于各种车体模型。实验证明，该系统仿真结果可信度高，与实际结果吻合度好，做到了实时仿真，为移动机器人的研究提供了灵活方便的试验平台，起到了积极的作用。     

基于动力学模型预测控制的Stewart型轮足腿控制方法

为了提高轮足机器人Stewart型轮足腿在不同位姿条件下的精度和动态特性,提出将模型预测控制（model predictive control,MPC）应用于轮足腿的位姿跟踪.首先对Stewart平台进行受力分析,利用牛顿-欧拉方程建立动力学模型的状态空间表达式,建立MPC预测模型和优化目标函数;然后通过Adams和Matlab联合仿真对MPC控制器进行参数整定,检验其对未建模摩擦力的鲁棒性;最后通过对比实验验证MPC控制器在负载位姿变化条件下可以获得优于PI控制器的姿态跟踪精度和动态特性.      

区域经济系统研究中的动力学方法与模型

为了能对区域经济系统(RES)结构进行深层剖析，对运行特征有一定程度的定量把握，引入了系统动力学(SD)方法，以便能够探讨RES的结构特征和运行机制，并构建了RES的状态空间数学模型。     

人体系统动力学模型研究

该文主要讨论了人体系统模型,包括人体系统的物质模型、力学模型、数学模型和信息模型.重点讨论了人体系统的动力学模型基础理论,内容涉及人体系统的连续动态系统、离散动态系统、人体系统的随机性、自组织、人体系统的简单巨系统、复杂巨系统等诸多基础问题.     

基于动态矩阵控制的自主移动机器人模型预测控制方法研究

自主移动机器人运动转向系统的精确控制是其实现直线运行、原地转向功能和完成自主巡航、自治搬运任务的重要基础。为实现对机器人运行转向系统的有效控制,通过分析自主移动机器人的运动转向系统的数学模型,构建出传递函数的表达形式,提出了一类基于动态矩阵控制(dynamic matrix control, DMC)的模型预测控制方法。此外,面向自主移动机器人的运动转向系统,利用Matlab平台开展了基于DMC的模型预测控制方法的仿真研究,仿真结果表明,在运动转向系统的控制过程中,基于DMC的预测控制方法同传统比例-积分-微分(proportion-integral-derivative,PID)控制器相比,在抑制超调、防止稳态误差等方面具有更强的控制性能;开展针对模型失配问题的仿真研究,进一步证明了该算法的鲁棒性和适应能力。同时,通过无障碍和有障碍两类情形下的机器人行走实验,验证了机器人运动系统的有效性。     

双臂移动机器人的多体动力学建模与仿真

本文基于多体系统离散时间传递矩阵法,首先构建了双臂移动机器人的车体以及机械臂各杆件的刚体模型,推导出各元件所对应的传递矩阵;然后进一步得出了双臂移动机器人分叉链式多体系统的统一整体动力学方程,综合研究了机器人内部各元件之间的运动学及动力学的关系;最后采用MATLAB软件对动力学方程进行数值仿真.通过对仿真结果的分析,不仅验证了理论的正确性,也得到了各个关节的力矩的大小及变化规律,便于驱动电机的选型,同时为后续的控制系统设计提供了重要的理论依据.     

混合溶剂提取水葫芦叶绿素动力学模型

对水葫芦叶片所含叶绿素的提取动力学进行了实验研究。考察了在甲醇与丙酮混合溶剂叶绿素提取动力学行为。借助连串反应模式建立了叶绿素提取动力学方程,该方程能很好地描述从水葫芦叶片中提取叶绿素动力学特性,为水葫芦提取叶绿素过程开发提供了基础数据。