基于步长优化和共轭梯度法的改进BP算法

本文针对传统ＢＰ算法存在的两个常见问题进行了讨论，提出了基于步长优化和共轭梯度法的改进ＢＰ算法。新的算法避免了目前由人为经验确定迭代步长的缺陷，并能有效克服局部极小值。这样可使网络加快收敛，稳定性变好。     

冗余度机器人多指标融合优化的研究

冗余度机器人由于具有冗余自由度 ,能较好的实现避奇异、避障碍物、避关节范围越限等性能 ,使得该类机器人的操作性和灵活性得到了提高 .以梯度投影法为基础 ,采用线性加权法 ,研究冗余度机器人的多指标融合优化问题 ,最后给出了仿真结果 .     

机器人宇航员遥操作中手臂运动映射优化

建立了基于虚拟现实的机器人宇航员遥操作系统,使用运动跟踪器实现了手臂的直观准确的遥操作控制.针对机器人宇航员与人体结构存在一定差异的问题,对传统手臂遥操作的笛卡尔空间运动映射方法存在映射精度和手臂构型的差异进行了分析.在此基础上,提出了一种优化运动映射方法,该方法利用增量控制保证机械臂末端的映射精度,利用工作空间匹配保证手臂构型的一致性,从而实现了操作者直观准确地对机器人宇航员的遥操作.手臂构型和运动跟踪的仿真结果验证了该优化运动映射方法的有效性.     

基于混沌变量的变步长梯度下降优化算法

梯度下降法与混沌优化法均具有各自的缺点。该文将二者结合起来,利用混沌运动的遍历性,将混沌因子引入到变步长中,对梯度下降法进行改进。首先利用混沌变量来初始化步长大小,并随着搜索过程向最优点靠近,逐渐调整混沌变量,从而使步长的变化也不断变小,以使最优点附近步长波动平稳,避免了梯度下降法拉锯现象的产生。通过3个典型算例,用该算法和梯度下降法以及其他2种算法进行了优化计算对比。结果表明,采用该算法的迭代次数减少了45%以上。     

平面完全约束绳牵引并联机器人的多目标优化

针对平面完全约束的绳牵引并联机器人的多目标优化问题,给出了一种理想点法与遗传算法相结合的方法.首先以绳牵引并联机器人工作空间面积、全面刚度指标、全局灵巧度系数为优化目标,基于遗传算法进行全局优化,得到各个目标的理想点.然后采用理想点法建立多目标优化模型,并采用遗传算法对该模型进行求解.仿真实验表明,优化结果较为均衡,各模型有效解都接近相应单目标的理想点.所得结论可以为同类绳牵引并联机器人的设计提供参考.     

基于VB的教学型手臂机器人设计

机器人已代替人类广泛应用于现代工业的流水线生产过程中.介绍了教学型手臂机器人设计的总体方案,以及其结构和控制系统的设计.采用VisualBasic可视化语言进行程序设计,界面简单,易操作.采用计算机控制技术,设计了教学型手臂机器人控制系统.     

机器人操作臂的动态特性研究

研究制作了两关节机器人操作臂，利用PD反馈控制法，对其进行了位置和轨迹跟踪实验，在测试数据和图形处理的基础上，利用梯度法从理论上分析确定其数学模型各参数的估计值，在计算机上完成仿真研究，试验结果验证了该模型能实现操作臂的位置、轨迹和速度等的精确控制。     

机器人手臂轨迹规划的研究

研究了服务机器人手臂关节空间的轨迹规划问题.利用三次B样条函数对机器人手臂的5个关节变量进行插值,使规划的轨迹函数连续并平滑,从而保证机器人运动的平稳性.实验表明,这种轨迹规划方法是准确和可行的.     

集中载荷作用下超静定等强度梁的体积优化设计

利用阶梯折算法，研究了集中载荷作用以及几何约束条件下，一次超静定等强度梁的体积优化设计．用实例给出了在集中载荷作用下的等强度梁与等截面梁的体积对比.     

非线性系统最优控制问题中性能指标的梯度计算

本文就非线性集中参数系统和具有非线性边界条件的抛物型分布参数系统的最优控制问题,详述了指标泛函梯度的计算方法.最后对文献[2]所述的最优控制问题用不同的方法进行了计算,结果较为理想.     

机床大件结构的拓扑优化设计

根据机床结构件的特点，提出了机床大件结构拓扑生成的方法，并对结构进行有限元分析和优化设计，从而实现结构的自动设计，为结构件的几何尺寸优化和拓扑优化作了有益的尝试。     

圆柱壳体的强度优化设计理论研究

对在任意轴对称分布荷载作用下体积保持常数的变厚度圆柱壳的强度优化设计问题进行了研究 .采用阶梯折算法 ,用传递矩阵导出了变厚度圆柱壳的初参数解的显式表达式 .根据 Huber-Mises- Hencky强度准则 ,将变厚度圆柱壳的强度优化转化为极小化当量应力的非线性规划问题 ,并采用投影梯度法建立了问题的优化方法 .对几个典型问题进行了计算分析 ,取得了较好的结果 .     

四辊轧机结构参数的优化设计

以轧机纵刚度最大为追求目标 ,对其主要参数进行优化。结果表明 ,在已知辊身长度、成品及坯料尺寸的情况下 ,利用本文提出的优化模型及方法 ,即可确定轧机主要部件的尺寸 ;此外 ,通过计算及理论分析 ,找出了牌坊重量与支承辊辊身直径的最佳函数关系     

给水管网的直接优化设计方法

根据给水管网的水力特性,提出了以管段压力及管段流量为求解变量的给水系统优化设计目标函数,并采用优化效果明显的简约梯度法进行计算。     

轧机牌坊形状的边界元优化设计

以图形参数为设计变量,以机架牌坊内最大应力最小为追求目标,运用边界单元法与罚函数法耦合求解牌坊窗口上下转角处的形状参数同了较理想的结果。     

一种修磨机器人的最优控制法

为磨平有细微缝隙钢坯的修磨机器人(Smoothing and Grinding Robot)设计了一种最优控制器,这种控制器利用前馈力矩作为总体补偿和一个反馈增益校正轨线跟踪误差,不需要在线估计时变参数,也不必使机器人末端执行器跟踪一个不相关的参考模型的响应。最后,给出了SGR机器人的计算机仿真结果。     

柔性变截面滑移式机械手的控制

研究了柔性变截面滑移式机械手臂的控制。首先，基于有限元法导出系统的动力学方程，然后分别建立了两种控制方式的状态方程：１）以加速度和角加速度作为控制变量：２）以力和力矩作为控制变量。控制过程分为“粗控”和“精控”两步进行。“精控”过程采用线性二次型高斯控制。最后给出了数值模拟的结果。