基于CAN的喷浆机器人电控系统高可靠性设计

为了解决人工喷浆的诸多缺陷,设计制造出了功能强、可靠性高的系列喷浆机器人。对大型喷浆机器人的结构设计的合理性进行了简单介绍。重点给出了控制系统的高可靠性设计过程,并进行了理论分析。现场应用表明,该设计完全满足了喷浆机器人在恶劣环境下工作的要求。     

基于Webots仿真软件的仿生六足机器人机构设计与步态规划

仿真技术在机器人机构设计与运动分析的研究与应用中发挥着重要的作用,可提升机器人机构设计的质量和改善机器人的运动性能.在六足纲昆虫观测实验的基础上,模仿六足纲昆虫的躯体形态和结构特征,以蚂蚁爬行的三角步态为摹本,对仿生六足机器人进行了机构设计与步态规划,并在Webots移动机器人仿真软件的环境下完成了仿生六足机器人的实体造型,编制了相应的运动控制程序,且通过仿真实验验证了仿生六足机器人机构的合理性和运动的灵活性.     

机器人关节变量的多微机并行算法

本文对机器人控制器运动学求逆运动学关节角的运算进行了并行算法研究,并在共享存储器结构的三台及四台Z80-Ⅱ型单板机构成的多机系统上实现了这一算法。这一研究目的是为了分析在机器人控制器的大量计算中如何提高运算速度及并行效率。实验表明该方法对解机器人某些问题是可行的,采用本算法无论在速度还是在效率上都较其它算法占优势。     

轮式牵引机器人优化设计及运动特性分析

为定量评价轮式牵引机器人在同一管径水平井内的动态运动特性与越障性能,建立了轮式牵引机器人爬行模块的受力模型,优化了结构及尺寸参数,实现了机器人ADAMS整体建模,并构建了对象机器人驱动机构、支撑机构及牵引阻力的Simulink控制模型。提出了轮式牵引机器人的ADAMS/Simulink联合仿真建模方法,进行了对象机器人运动特性及越障性能仿真分析。仿真结果表明结构优化后提高了该型机器人在水平井内的动态运动特性,验证了其较好的越障能力,且仿真计算与理论分析结果基本一致。     

独轮车机器人的动力学建模与非线性控制

为了实现对于独轮车机器人非线性系统的姿态控制.以独轮车机器人车体的俯仰角度、横滚角度和航向角度作为广义坐标,基于拉格朗日定理提出了一种独轮车机器人的非线性动力学模型.并使用MIMO仿射非线性系统描述了该动力学模型.基于MIMO仿射非线性系统的精确线性化理论设计了独轮车机器人的控制算法,实现了对于输入的解耦.基于该动力学模型和控制算法搭建了仿真系统,仿真结果验证了动力学模型的正确性和反馈线性化控制算法的有效性.     

飞行巡线机器人悬停控制系统仿真与设计

针对通讯线路和电力传输线快速发展的趋势,提出使用旋翼直升机作为飞行式巡线机器人的设想。在刚体、非完整假设和飞行原理基础上,建立了巡线机器人以翻滚、俯仰和偏航角为广义坐标的动力学方程。采用线性化方法得到以三个姿态量为输出,以俯仰、翻滚通道输入量、旋翼升力和尾桨配平力为控制输入的悬停状态空间和控制方程。同时,使用极点配置法得到所需的控制输入,并设计了以TMS320F2812DSP为主控芯片的控制系统。Matlab仿真和实验证实了本方法的可行性和易实现性。     

仿青蛙跳跃机器人运动学研究

提出了仿青蛙跳跃机器人机构模型及运动学研究的方法。基于对青蛙运动的研究,提出了仿青蛙机器人单侧跳跃机构的分析模型,采用D-H法,建立了机器人起跳与腾空两个阶段,其前肢和后肢的运动学方程,进行了正、逆运动学研究。分析机器人四肢的运动空间,并通过实例计算,验证了研究结果和生物学实测结果相一致,从而证明了这一仿生跳跃机构模型的可行性和仿生机构运动研究方法的有效性。得出的结论将为仿青蛙跳跃机器人的设计及控制提供理论基础。     

一种混合式绳驱动机器人的运动学分析与仿真

基于人臂结构和绳驱动技术,提出一种混合式绳驱动拟人臂机器人的设计方案。将驱动电机布置在基座附近,通过绳索传递运动和力,能有效的提高机器人的运动性能。首先通过Pro/E建立了绳驱动拟人臂机器人的机构模型;然后采用POE以及改进的牛顿-拉夫逊数值迭代方法分析了机器人前向运动学、逆向运动学;在此基础上针对此特殊机构分别对肩关节和肘关节处进行了解耦分析;最后通过Matlab和Adams联合仿真实验,得到一条和预定轨迹相吻合的实际轨迹,从而证明了运动学算法的正确性,以及机构的可行性。     

卧式下肢康复机器人运动学分析及仿真

针对人类由于意外事故、疾病和机体老化等因素产生的功能障碍或残疾,研制了一种基于并联机构的新型卧式下肢康复机器人.同时采用连杆机构模拟人体下肢,把人体下肢和机器人作为一个整体,利用机构牵引人体下肢实现对髋、膝、踝关节的康复训练.并利用闭环矢量法对卧式下肢康复机器人的运动学正、逆过程进行了分析,推导出其运动学方程.根据运动学分析制定了一种康复训练策略,并进行了仿真研究.仿真结果表明运动学分析结果的正确性和制定康复训练策略的可行性.     

光电跟踪架的运动与动力仿真分析

为了检验光电跟踪架的结构是否合理和保证光电跟踪设备精度,对跟踪架的进行了运动和动力学理论分析,根据动量矩定理建立了光电跟踪架的动力学模型,并利用虚拟样机技术对跟踪架分别进行了运动和动力仿真.结果表明:光电跟踪架的机械结构符合要求,在运动范围内不会发生运动干涉;由于俯仰框在三个方向上相对于各个惯性主轴的转动惯量不相等,当跟踪架的俯仰轴系和方位轴系同时以较高的速度和加速度运动时在方位框和俯仰框之间会产生耦合力矩,需要对俯仰部分增加配重以消除或减小耦合力矩,为光电跟踪架的改进设计提供了可靠的理论依据.     

大规模客户车辆调度问题启发式算法研究

为进一步扩大车辆优化调度问题的研究规模,将最佳客户插入原则(PFIH-Push Forward Insertion Heuristic)与遗传算法相结合,解决了以往初始种群中可行解概率低等问题;并实现了以路径首客户编码方式代替传统的全部客户编码,缩短了染色体长度,从而提高了遗传算法优化大规模客户车辆调度问题的效率。将该方法应用于有时间窗车辆调度问题,并采用Solomon数据验证,通过与其它算法结果比较,说明了该方法的可行性与优越性。     

采用RELAX算法提高单脉冲三维成像横向分辨率

根据宽带比相单脉冲三雏成像雷达测量目标散射点横向位置原理,分析仿真了散射点问相互干扰对目标散射点横向位置测量的影响.应用RELAX算法直接估计去斜率后正弦信号的幅度和频率参数,提高散射点横向位置测量精度.通过分析及仿真可知,RELAX算法的引入使横向位置测量精度有了较明显改善.     

车辆半主动悬架的模糊控制策略设计与仿真研究

模糊控制和常规控制算法相比具有建模简单,控制精度高、非线性适应性强等优点,在车辆智能悬架系统得到了较广的应用。文章以簧载质量垂向速度、簧载质量俯仰角速度及其变化率作为模糊控制器输入,使用双模糊控制器实现车辆半主动悬架的控制,达到改善车辆垂直和俯仰振动的综合减振目的。同时,以某型车辆半车悬架模型为对象进行了仿真分析。仿真结果表明:采用所提出的模糊控制策略不仅能较好地改善车辆乘坐舒适性,还能显著降低悬架击穿可能。     

基于遗传模糊系统的兵棋推演关键点推理方法

近年来,基于人工智能技术的自动化作战推演越发受到重视,但是由于有效地采集作战推演数据难度较大,许多依赖数据学习的人工智能技术效果不佳。在结合专家知识和作战推演数据的基础上研究作战推演中的人工智能技术,是一种可行的替代方案。为此,立足兵棋推演设计了关键点推理遗传模糊系统(genetic fuzzy system, GFS)框架,有效整合了对兵棋专家知识的建模和对兵棋复盘数据的学习,从而提高了关键点的推理质量。进一步以安全点为例,构建了安全点推理GFS,在初始化模糊系统规则库的基础上,通过合理设计遗传算法中的参数编码、适应度函数、遗传算子等,实现了安全点推理模糊系统的遗传调优算法。最后,通过实验仿真展示了所提方法的可行性和实用性。     

一种输入驱动的BP网络高效学习算法

在深入研究BP神经网络模型的基础上,从网络互连方式、网络权值初始化以及隐结点的选取等方面,对标准的BP算法作了改进.通过实验,证明该方法是非常有效的.     

MATLAB与PSIM结合的矩阵变换器过调制策略仿真研究。

针对矩阵变换器电压传输比偏低的问题，提出了基于虚拟不可控整流的双模过调制模式I的解决方法，该调制策略可以将电压传输比提高到1．0。论文对调制策略的基本原理进行了深入地分析，明晰了其提高电压传输比的机理。采用基于MATLAB和PSIM联合的仿真方法，解决了仿真时功率器件设置困难和仿真时间较长的问题。理论研究和仿真结果FFT分析均表明该调制策略提高了矩阵变换器的电压传输比，降低了谐波总畸变率。     

集装箱码头集成调度模型与混合优化算法

为提高集装箱码头作业中各种设备的协调性,提高整体作业效率,建立了集成调度模型,模型集成了装卸桥、集卡与龙门吊的调度问题.同时,设计了求解模型的混合优化算法,此算法集成了神经网络良好的近似估计功能与模拟退火算法有效的搜索能力.算法流程是:初始化集装箱装卸序列;基于一定的分配规则为集装箱分配作业设备;采用模拟退火算法搜索解空间,更新装卸序列.在算法过程中,用神经网络预测目标函数,并且过滤明显的劣质解.最后,通过算例分析验证了模型与算法的有效性.结果表明,混合优化算法可以提高模型求解效率,对于规模为400个集装箱的调度问题,平均偏差为7.52%,计算时间为8.9s,模型与算法可行.     

基于自抗扰与模糊逻辑的大攻角控制系统设计

针对直接力/气动力复合控制空空导弹的敏捷转弯问题,提出了一种基于自抗扰控制技术与模糊逻辑的自动驾驶仪设计方法。将导弹俯仰通道分解为攻角控制回路与俯仰角速度控制回路,使用自抗扰控制方法分别设计控制器,并将其串联组成完整控制回路。由攻角指令得到虚拟控制量,然后通过模糊逻辑将虚拟控制量分配给气动舵与直接力喷流装置。最后使用模糊控制方法对自抗扰控制器的反馈增益进行在线调整。仿真结果表明,所提出的控制方案对大攻角指令有良好的跟踪效果,适用于空空导弹的大攻角敏捷转弯控制。     

一种空中目标参数估计方法的仿真

对空中目标探测与跟踪的方式可分为主动式和被动式两种。主动式探测的工作原理是探测与跟踪装置发射某种信号，当所发出的信号遇到目标时产生回波时，探测与跟踪装置依靠被探测的目标返回的信号来得到目标的信息。被动式探测的工作原理是探测与跟踪装置本身不发出信号，仅探测目标本身产生的信号来获得目标的信息。本文提出一种对空中目标参数估计的方法，可以在不知道目标距离的条件下得到目标的方位角与俯仰角。实现对目标的被动式跟踪。对估计误差的统计特性进行了分析，仿真结果表明了方法的可行性。     

电容层析成像系统传感器的仿真分析及遗传算法图像重建

本文采用了有限元法和归一化敏感场对传感器进行了仿真分析和计算,并提出了敏感场数值从有限元域到成像域的转换方法和一种新的基于遗传算法的ECT图像重建方法。该图像重建方法利用流型数据作为初始值在一定的范围内搜索最优解,能以较高的精度重建两相流体的断层图像,为ECT图像重建算法的研究提供了一个新的思路。