基于超冗余度机械臂动力学的时间最优轨迹规划

基于超冗余度机械臂的动力学方程，提出了一种超冗余度机械臂同时受速度和力矩约束的时间最优轨迹规划方法，它首先采用B样条曲线拟合无碰撞墩散路径，得到由伪位移参数s表示的超冗余度机械臂连续，光滑运动路径，然后对动力学方程和约束方程进行数学变换，得到由s表示的动力学方程和约束方程，最后以s和伪速度s分别作为动态规划的阶段变量和状态变量，对超冗余度机械臂进行时间最优轨迹规划，仿真结果表明，所给出的时间最优轨迹规划算法是正确的，所采取的解决方法是可行的。     

基于NURBS算法的冗余机械臂轨迹规划

为有效抑制机械臂高速运动过程中的波动,提出一种基于NURBS(非均匀有理B样条)算法的七关节冗余机械臂轨迹规划方法。根据NURBS算法的性质,将关节运动路径点作为曲线控制点,根据绝对运动距离计算出非均匀节点矢量,把权因子作为控制变量进行速度、加速度条件约束,完成对由离散点组成的机械臂各关节特定轨迹进行逼近。通过计算机对建模和仿真,验证了该算法在冗余机械臂轨迹规划中的可行性和有效性。     

机器人负载的动力学参数辨识

为解决机器人末端负载的时变性给高速运动的机器人带来控制精度降低的问题,研究了参数差值法、力矩求解法、全局参数辨识法的机器人末端负载动力学参数辨识的方法,以提高末端负载的辨识精度.得到的负载动力学参数用于动力学控制以提高机器人动态精度.通过建立拉格朗日动力学线性辨识模型,以最优激励轨迹进行实时数据采集,采样数据经过低通滤波及中心差分的处理后,代入相应的负载辨识方程式,并用加权最小二乘法解决线性方程组,可辨识到不同负载的动力学参数.实验验证了负载辨识方法的可行性.     

机械臂关节空间Bezier曲线轨迹规划

为使机械臂轨迹便于分段处理、形成速度快、用于实时控制，在关节空间中使用Ｂｅｚｉｅｒ曲线对机械臂进行轨迹规划．从轨迹的一阶导数、二阶导数连续出发，推导出２段Ｂｅｚｉｅｒ轨迹拼接时其对应特征矢量应满足的关系，推导出Ｂｅｚｉｅｒ轨迹规划的边界条件，并通过不同型值点的３个算例与分段３次样条轨迹进行比较，应用Ｂｅｚｉｅｒ方法进行轨迹规划的优点为它的分段处理性、计算快速性以及计算机内存的较少占用．     

基于关节空间轨迹规划的机械臂远程控制

轨迹规划对提高机械臂的稳定性、可靠性、工作效率有重要意义。为实现对远程机械臂连续、平稳 、无抖动的控制,基于关节空间轨迹规划,提出了一种采用5次多项式插值函数对远程机械臂运动轨迹进行插补的优化算法。利用该算法对机械臂进行了实际的远程控制实验,实验结果表明,该算法使机械臂各关节运动连续、平稳,实时性好,能够满足实际的工作要求,为远程机械臂的安全应用奠定了基础。     

网络远程控制中机械臂的连续轨迹控制

探讨了点位控制在二自由度机械臂网络远程控制中的问题,将连续轨迹控制应用到基于关节坐标空间的机器人控制系统中,分析了在远程操控环境中实现连续轨迹控制所需要满足的条件,给出了最佳合成速度的求法,并进行了实际系统的远程控制实验,在期望时间内实现了连续、平滑的运动效果,证实了在网络远程系统的控制中采用连续轨迹控制能够获得更高的精度。     

机械臂关节空间B样条曲线轨迹规划

在关节空间使用B样条曲线对机械臂进行轨迹规划 ,并与分段 3次样条曲线进行比较 ,用B样条方法进行轨迹规划的具有分段处理性、计算速度快、以及计算机内存占用较少等优点     

正弦激励用于非线性系统参数辨识

正弦激励广泛用于结构非线性检测,将该方法推广到系统参数辨识领域,使得被测结构仅在一次恒解正弦扫描激励方式下邓可直接辨识得到全部非线性物理参数,简化了试验程序。     

函数型数据分析与优化极限学习机结合的弹药传输机械臂参数辨识

为实现弹药传输机械臂中不可测参数的辨识,建立了机械臂的虚拟样机,并将其作为样本数据的来源;考虑到样本数据的连续性和平滑特性,使用函数型数据分析和函数型主成分分析对样本数据进行了特征提取,并利用提取的特征参数和待辨识参数作为训练样本对极限学习机(ELM)进行了训练.为提高极限学习机的辨识精度和泛化能力,利用粒子群算法对极限学习机的输入层与隐含层的连接权值和隐含层节点的阈值进行了优化.最后,分别利用仿真数据与测试数据对此方法进行了验证,仿真数据的辨识结果表明,优化后的极限学习机具有更高的辨识精度和泛化能力;同时,通过对比将测试数据的辨识结果代入模型中进行仿真得到的支臂角速度与测试角速度,验证了此方法的可行性和有效性.     

柔性机械臂动力学分布参数模型的建立

以单柔性机械臂为例, 转动动力学的规范理论为基础 , 给出建立分布参数动力学模型的一般方法； 并讨论了其离散化问题； 通过振动频率的研究探讨了纵向位移和离心力对机械臂的影响； 建立了一种合理的精确动力学模型.     

基于改进遗传算法的最快爬升航迹的优化分析

主要介绍一种基于改进遗传算法的优化技术,利用遗传算法优越的全局搜索的能力,研究了飞行性能中的最快爬升性能.使用改进遗传算法对快升航迹和最佳爬升速度进行了寻优优化,对遗传算法优化快升的航迹和接近最快爬升方式的航迹进行了对比,表明,以遗传算法优化的快升航迹进行爬升,飞机可以最快的爬升到巡航高度.而且本算法以及程序具有一定的通用性适用于其它求最佳轨迹爬升的航迹优化.     

基于分层策略的多无人机最优协同航路规划

基于分层策略将多无人机协同航路规划分为航路规划层、协同控制层和航迹控制层进行研究。航路规划层采用基于K均值和遗传算法的航路规划方法,为每架无人机提供多条备选航路;针对传统协同控制算法在求解协同变量出现无解的情况,设计了新的协同变量求解步骤;航迹控制层基于无人机六自由度模型和协同变量建立了终端时间固定的最优航迹控制模型,并采用勒让德伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题,并利用CFSQP对模型进行了求解,实现了对无人机航迹控制变量和姿态的规划。仿真结果表明,利用该方法得到的无人机协同航路具有较高的可操作性,且计算量较小,效率较高,得到的无人机控制指令平滑,易于操控。     

神经网络SNC无刷柴油发电机励磁控制器

设计一种基于BP神经网络的监督学习控制器（SNC）,在线性最优励磁控制的基础上,得用3层BP神经网络对柴油发电机的控制过程进行监督学习,通过对网络的训练,使得网络能够达到实时控制的目的,仿真结果表明,所设计的SNC在系统运行方式较大的变化范围内,都能提供很好的控制性能,并有较强的鲁棒性和适应能力。     

正弦扫频电激励法测量与识别地震检波器特性参数

依据动圈式地震检波器的互易性质,将检波器的电特性与力学特性相结合,提出了用正弦扫频电激励测量动圈式检波器特性参数的新方法,建立了这一方法的数学模型;以此为目标函数,对实测频率响应函数进行了曲线拟合并确定了检波器的特性参数;分析了影响测量精度的各种因素.理论分析、实验结果和与振动台激励方法的比较结果均表明,此方法稳定性好,精度高,测试系统简单,适合于检波器生产、维修和施工检测使用.研究结果为便携式检波器特性参数测试仪的研制提供了新的依据.     

喷漆机器人喷枪最优轨迹规划的研究

研究了喷漆机器人喷枪最优轨迹的规划 ,该规划的目的是要确定一条使得工件表面涂层厚度差异达到最小的喷枪最优轨迹 文中首先对喷枪最优轨迹规划问题建立了数学模型 ,然后确定了具体的算法 ,对工件表面为正方形平面的情况进行仿真 ,得出优化仿真结果 ,论证该方法的可行性 ,最后分别对工件表面为圆锥面的情况和一般情况提出基本构想     

经济管理中分布参数系统的辨识与最优控制

本文研究经济管理或工程中出现的分布参数系统的格林函数模型辨识方法。讨论一般输入外、有非数量输入时的建模方法,以及这种情形下的最优控制问题。     

橡胶减振器非线性动力参数辨识

将非线性系统的刚度,阻尼分别展开为位移和速度的多项式级数,在导出广义频率响应函数的近代计算公式的基础上,构造了实验条件下结构非线性物理参数的辨识方程,实现了在恒幅正弦扫描激励下对橡胶减振器参数的辨识,并对结果进行了讨论分析。     

基于hp自适应伪谱法的飞行器多阶段轨迹优化

为解决助推-滑翔飞行器的多阶段多约束轨迹优化问题,在考虑速度约束、轨迹阶段切换点约束与轨迹末端参数约束的条件下,建立了助推-滑翔飞行器纵向运动模型与多阶段轨迹优化模型。采用基于hp自适应伪谱法的Legendre-Gauss-Radau离散点,将该最优控制问题转换为多阶段非线性规划问题,求解得到最大飞行距离轨迹。为解决多阶段轨迹优化算法难以确定位置自由的阶段切换点的问题,基于动态规划的思想,设计了新的多阶段轨迹优化策略。改进后的优化策略在得到了多阶段全局近似最优解结果的同时,减少了原优化算法的计算量。仿真结果表明,改进的hp自适应伪谱法能有效解决多阶段助推-滑翔飞行器轨迹优化问题,优化结果优于最大升阻比滑翔飞行轨迹。      

基于最优解析解的机载布撒武器弹道优化

为解决机载布撒武器射程有限,而防空体系的拦截距离则不断增大,投弹载机被击落的风险越来越大的问题,本文建立了机载布撒武器纵向平面内滑翔飞行运动方程,并基于最优控制理论构造了约束布撒武器末端速度和飞行距离的性能指标泛函,然后根据哈密尔顿原理推导了最优滑翔弹道参数的解析形式.通过与直接打靶+SQP算法的数值直接优化方法进行对比分析,验证了本文所研究的解析形式最优弹道参数求解方法具有更高的计算效率和精度.      

基于物理规划的弹道多目标优化

针对加权系数法求解弹道多目标优化问题时不能获取非凸Pareto非劣解,并且主观依赖性严重,难以选取合适的权值的问题,将物理规划引入弹道多目标优化中,建立了基于物理规划的弹道多目标优化模型,详细分析了基于物理规划的弹道多目标优化方法的求解流程,指出了该方法的优点. 最后分别采用加权系数法、最优控制方法以及本文所提方法进行拉平段弹道多目标优化. 优化结果对比研究表明,物理规划法效率更高,结果更好,对初值不敏感,鲁棒性更强,并且有利于获得非凸Pareto非劣解,从而体现了所提方法较强的工程实用价值.