轮式移动2杆刚-柔性机械手逆动力学仿真

针对轮式2杆刚-柔平面移动机械手逆动力学问题进行了系统研究。采用Pin-free边界条件,对机械手柔性构件进行了离散,采用有限元法分别构建了该移动机械手系统的完整正、逆动力学模型。在频域下,求解了系统驱动力(矩)和弹性构型变量,并在时域内对驱动力矩进行了修正,并对修正力矩和构型变量进行了累计误差分析。为了验证建模方法的有效,进行了大量数值仿真工作,仿真结果显示了其有效性和可行性。     

基于免疫遗传算法的机械手避碰逆解

给出了核反应堆检修用冗余机械手的无碰撞运动学求解方法。提出了一种基于免疫遗传算法的逆解方法,在保证解的精确性的同时对解进行了合理优化,使得求解过程快速准确。同时在求解的过程中利用罚函数法,对逆解过程进行避碰优化,使得基于该逆解方法的机械手运动控制更具灵活性。针对具体问题,提出了一种免疫遗传算法,对算法的快速性作出了考虑,满足了求解的实时性要求。     

力觉临场感时延界限的分析

力觉临场感系统中存在较大的通信时延和力反馈,造成系统的不稳定.本文从建立力觉临场感系统的时延动力学方程出发,利用差分微分方程组,对一维力觉-临场感系统分析一种较简单的情况,即从机械手与环境中的一个弹性体作用,该物体不发生位移而仅产生弹性形变.对力觉临场感系统在弹性环境下的时延稳定性进行分析,讨论了模型中各参数的影响,确定了时延界限的正确性.     

企业财务弹性指数的构建及实证分析

借鉴已有的研究成果,综合考虑现金指标、杠杆指标和外部融资成本指标三个方面,构建了财务弹性指数,阐明了财务弹性指数的具体计算方法。利用财务弹性指数对上市公司进行考察发现,我国上市公司的财务弹性指数整体偏低,且ST公司的财务弹性指数低于上市公司平均水平。对财务弹性指数的指标设计与结构合理性的检验表明,该指数的信度和效度令人满意。     

机械手的分散自适应系统仿真研究

本文针对机械手的控制开发了一种多微处理机系统.并在该系统中实施了一种“分散自适应控制策略”.对该策略用于机械手控制进行了数字仿真研究.最后在多计算机系统上对该控制策略用于机械手控制进行了半实物验证,进一步证明了多机系统及分散自适应控制策略用于机械手控制的有效性.     

空间机械手捕捉目标的模型与区域研究

由于太空的特殊环境,机械手的捕捉目标处于漂浮状态。在捕捉时目标相对于机械手的位置会由于二者的轻微碰撞而改变。为了能成功捕获目标,对目标的捕获位置需要由一个点扩大到一个区域。提出了捕获的概念,并由此出发通过严格的推导,论证了在太空中机械手捕获球形目标的方法。再以此方法为指导,建立机械手捕获球形目标的数学模型。最后针对指定球形目标和机械手,利用仿真手段给出捕获区域。通过对捕获区域的分析,说明了文中所提出的捕捉方式的有效性。     

弹性绳系统的动力学建模与计算机仿真

弹性绳是钢丝绳、绳索等的理论模型。综述了弹性绳的研究文献,提出了弹性绳系统的多体动力学建模方法。为了保证仿真结果不失真,根据运动速度判断摩擦力的大小。研究了类似于质量-弹簧系统的基本弹性绳系统和周期性速度波动的演示机构的运动,弹性绳的受力与变形的关系用分段函数表示,考虑了滑动摩擦力的影响,将弹性绳作为特殊的体。计算机仿真结果表明该建模方法能够准确地研究弹性绳系统的力学行为和振动特性。     

基于OpenGL的移动机械手路径规划仿真

针对移动机械手的动态不均匀性及运动冗余性,参考人类完成任务时的行为,提出了一种分级协调路径规划法,以及一种动态加权的优化策略,对移动机械手的路径进行离线规划,在避障的前提下保证了移动机械手性能指标最优。在VC 下通过OpenGL进行了仿真,取得了令人满意的结果。     

复杂柔性车载液压机械手振动主动控制方法研究

利用动态子结构法和神经网络直接逆自适应控制研究一种柔性车载液压机械手的弹性动力学建模和振动主动控制方法。根据机械手各部件的实际边界约束条件,将机械手系统分解成由不同约束的连续梁构成的九个子结构。在建立各子结构的动力学控制方程后,借助边界条件经综合得到系统的动力学模型;在液压作动器的作用点设置边界坐标,极方便地得到系统的状态控制方程。通过神经网络学习该动力学模型的逆模型,从而产生液压作动器的电压控制信号,在控制过程中神经网络能够自适应的调整控制参数,使系统的输出达到最佳控制状态。系统仿真结果表明,神经网络直接逆自适应控制技术明显优于传统的PID控制算法,且该方法具有很强的鲁棒性和良好的减振效果。     

常弹性方差下的动态代理问题及企业融资策略

考虑了常弹性方差下的动态代理问题及企业最优资本结构。假设股东是风险中性的，管理者是风险厌恶的。利用动态规划原理和资产定价理论，给出了动态代理下最优合同的解及企业各未定权益价值。分析了常弹性方差对管理者努力水平及企业融资策略的影响。数值结论表明：低弹性方差企业管理者的努力水平较高，但企业债务积压问题严重。此外，企业最优破产水平和杠杆率随弹性方差的增加先递减后增加，同时，高的弹性方差企业具有较高信用风险溢价。     

基于MODELICA的采摘机械手运动控制建模

多领域物理系统建模的Modelica语言适合求解常微分方程和微分代数方程,但对多变量函数的偏微分方程和分布式参数求解困难.针对水果采摘机械手运动控制的多变量函数和非线性的复杂不确定问题,采用基于Modelica的虚拟设计方法,提出用Laplace变换把多变量函数的偏微分方程转换成传递函数的算法,给出了机电运动控制的数学模型和耦合关系,设计机器人的本体结构模型,构建了机械手的DriveLib模型库.最后以机械手的单轴控制为例进行仿真,验证了模型的有效性,为机械手设计提供了理论依据.     

机械手逆运动学神经网络建模与仿真

采用多层前向神经网络来建立机械手逆运动学模型。在分析了用简单遗传算法学习神经网络存在求解速度慢、精度低及有量化误差等缺点的基础上,提出采用改进遗传算法来学习神经网络,用于机械手逆运动学求解。此方法采用实数值编码,并采取动态变异操作。仿真结果表明,该方法有效地弥补了简单遗传算法的不足,能快速达到全局收敛,从而大大提高了机械手逆运动学求解的精度。     

平面柔性并联机器人系统建模与仿真研究

利用运动弹性动力学理论和有限元方法研究了平面柔性并联机器人的动力学建模方法。分析了各运动支链的弹性位移及其耦合关系,提出了柔性并联机器人系统的运动学约束条件和动力学约束条件,综合考虑了构件的分布质量、集中质量、集中转动惯量以及杆件的各种弹性变形的影响,建立了平面柔性并联机器人的动力学模型。以平面3-RRR柔性并联机器人为例,用MATLAB语言编程进行了仿真计算,并用SAMCEF软件的计算结果验证了模型的准确性。仿真结果表明该动力学模型能正确地反映柔性并联机器人的弹性振动特性,杆件的弹性变形对机器人动平台的位置误差和方向误差具有重要影响。     

基于RBF的机械手建模误差补偿自适应控制

针对机械手动力学建模误差,提出了基于RBF神经网络误差补偿的自适应控制策略。在基于逆动力学的计算力矩控制方法的基础上,对系统输入与目标轨迹进行修正,设计了两种误差补偿自适应控制器。利用RBF神经网络对修正项在线自学习,并根据Lyapunov稳定性理论建立了网络权重自适应学习律,保证了跟踪误差的收敛及系统的稳定。以平面转动双臂机械手轨迹跟踪为例进行仿真,结果表明该方法能够有效地补偿建模误差,提高了系统的控制性能并使控制系统具有对参数摄动的鲁棒性,对于机械手自适应控制具有一定的可行性。     

基于全息地图的机器人与操作手同步路径规划

针对机器人行走路径规划与机械手操作路径规划之间缺乏同步性,提出了一种机器人与机械手同步路径规划方法,使机器人在路径规划时不仅可以实现行走路径规划,还实现了对操作路径的规划。首先,借鉴人对空间规划的思想,设计了实现机器人与机械手同步规划的总体思路,并且给出了其涉及的两个新概念,分别为物品点和二维物品操作点;其次,设定了同步规划模型,利用转换矩阵将其同化为机器人路径点模型;最后,将机器人路径点模型分裂为二维行走路径规划模型和三维路径规划模型,并据此同步的规划行走路径和操作路径。在家庭环境下,家庭服务机器人基于全息地图利用该方法实现了机器人行走与机械手操作之间的同步性,同时也可以生成合理的行走路径和操作路径。     

平面柔性并联机器人系统建模与仿真研究

利用运动弹性动力学理论和有限元方法研究了平面柔性并联机器人的动力学建模方法.分析了各运动支链的弹性位移及其耦合关系,提出了柔性并联机器人系统的运动学约束条件和动力学约束条件,综合考虑了构件的分布质量、集中质量、集中转动惯量以及杆件的各种弹性变形的影响,建立了平面柔性并联机器人的动力学模型.以平面3-RRR柔性并联机器人为例,用MAlLAB语言编程进行了仿真计算,并用SAMCEF软件的计算结果验证了模型的准确性.仿真结果表明该动力学模型能正确地反映柔性并联机器人的弹性振动特性,杆件的弹性变形对机器人动平台的位置误差和方向误差具有重要影响.     

工程弹性系统与系统弹性理论研究综述

工程弹性系统(engineered resilient system,ERS)是美国国防部(department of defense,DOD)应对越来越不确定的任务和环境而提出的未来国防系统发展战略,对复杂系统的工程实践与系统弹性理论都带来新的挑战。首先,对ERS提出的背景和相关概念进行介绍,重点对美国国防领域对ERS的一些观点进行分析,包括ERS的关键属性、弹性工程与现役系统关系、ERS设计中考虑的因素和ERS与系统工程的关系等,并对美国DOD优先立项的ERS项目研究进展进行了的研究。其次,对弹性相关的学术研究进行了述评,包括不同领域中弹性的概念、系统弹性不同的评价方法以及系统弹性设计方法,以便于对ERS的发展有一个较为全面的了解和借鉴。最后,在ERS发展研究基础上,从理论和应用角度对ERS和系统弹性理论面临的挑战进行了讨论。     

非完整移动机械手的鲁棒控制及仿真研究

针对非完整移动机械手的模型参数不确定性提出了一种基于Lyapunov理论的鲁棒阻尼控制算法。在选定系统Lyapunov函数的基础上,证明了所选取的移动平台和机械手的控制力矩输入使系统全局渐进稳定。其中,输入力矩的计算仅依赖给定期望轨迹和传感器反馈数据且需要整定的参数少,在移动机械手的动力学模型参数未知情况下,保证闭环系统的稳定,使系统状态以任意小误差跟踪给定的期望轨迹。通过对闭环系统进行仿真实验,证明控制算法的有效性。     

机器人轨迹跟踪连续预测控制

针对能够描述机械手动态特性的一类特殊仿射非线性系统 ,提出了一种非线性连续预测控制器。其预测模型通过对系统状态泰勒级数展开并做适当的截尾处理获得。此外 ,证明了非线性连续预测控制器的渐近跟踪特性 ,并给出了一种改进的预测控制方案。将非线性连续预测控制器应用于二自由度机械手轨迹跟踪控制。仿真结果证明了该控制器的有效性     

基于神经网络的弹性连杆机构广义刚度可靠性仿真

将弹性连杆机构的杆长、截面尺寸均视为随机变量，并考虑机构安全的极限状态的模糊性，建立了弹性连杆机构广义刚度可靠性分析模型．针对进行可靠性数值模拟时求解机构动力响应过程的复杂性和耗时性，构建了基于BP网络的动力响应分析模型．从而可以明显减少可靠性仿真时求解动力响应的时间开支，提高仿真效率。最后，通过仿真实例验证了方法的可行性和有效性。