基于神经网络的六自由度摇摆台位置正解

研究用多层前向神经网络求解六自由度摇摆台位置正解的方法.通过位置反解产生神经网络的学习样本,并进行数据预处理.针对位置正解映射关系的复杂性,确立对应于摇摆台6个自由度的6个子神经网络作为位置正解的网络模型.提出用重构学习样本的方法改善网络误差分布的不利特点.仿真结果表明,用神经网络求解六自由度摇摆台的位置正解是有效的;摇摆台在全工作范围内,神经网络位置正解的误差为0.5°,3mm.     

六自由度摇摆台机械结构中铰轴的设计

本文根据六自由度摇摆台的功能和技术要求对摇摆台进行总体设计。对摇摆台的机械本体结构进行具体设计和研究,其中主要对关键件铰轴进行结构设计运动三维实体建模技术在CAXA、SolidWorks中建立了六自由度摇摆台的三维实体模型,并对模型进行质量、间隙和干涉检查,验证总体结构设计的正确性和合理性,为摇摆台的运动学和动力学仿真提供了正确的虚拟样机模型。     

六自由度波浪补偿平台的神经网络自适应反馈线性化控制

六自由度波浪补偿平台所采用的大长径比非对称液压系统在深海区需完成大跨度、高速度的波浪补偿任务,这为控制系统的控制精度和抗干扰能力带来严峻的挑战.引入径向基神经网络(RBFNN)辨识,提出一种自适应反馈线性化控制策略.首先,建立六自由度波浪补偿平台非对称液压系统的非线性模型.然后,基于RBFNN辨识利用反馈线性化设计自适应控制器.最后,利用MATLAB/Simulink开展五级海浪(90°遭遇角恶劣工况)作用下和外力干扰下的仿真分析.结果表明：相比于经典比例系数-积分系数-微分系数(PID)和滑模控制,新型控制器控制精度和抗干扰能力明显提高,更适合用于复杂海况下六自由度波浪补偿平台的控制,且具有很好的跟踪效果和较强的稳健性,可为深海区六自由度波浪补偿平台控制系统设计提供参考.     

小型5自由度关节式机器人

小型 5自由度关节式机器人采用组装式机械结构、敞开式布置 ,传动系统以齿形带—齿轮传动为主 ,各关节由混合型 4相步进电机驱动、手爪开合由力矩电机驱动 .实行两级计算机控制 ,各驱动动作由微处理器或单片机控制 ,运动计算和作业管理等由微型计算机完成 .机器人位置问题正解采用齐次变换矩阵法解算 ,逆解采用只保证位置的插值算法 .该机器人具有小型、轻便、机构尺寸合理、技术指标先进等特点 ,可用于教学培训、机器人科研及自动线上、下料等     

6自由度船舶摇摆平台无奇异工作空间的分析

6自由度船舶摇摆平台的并联机构,在运动学、动力学分析中,奇异现象不可避免,机构处于奇异状态,会改变原来设计的运动轨迹,极大影响机构控制性能.采用了RPY方法描述旋转矩阵,研究该摇摆平台的运动学正解奇异性问题,得到一种雅可比矩阵.对其求解行列式得到奇异性直接关于6个位姿变量的解析表达式.应用Mathematica软件分别对摇摆平台位置奇异和姿态奇异进行了计算仿真,并绘制了奇异位置和奇异姿态的轨迹图,有效避免在控制轨迹设计时出现的奇异现象.最后在求解机构工作空间中,首次引入奇异值约束条件,利用Matlab软件,编写搜索算法,得到机构在固定姿态下的无奇异位置工作空间,为一般并联机构的控制提供理论基础.     

一种应用在大惯性系统下的PI算法

在某所5吨的摇摆平台控翻系统中,由于负载的惯性比较大,而控制单元采用PLC,控制精度为50ms,简单的采用位置式PI控制算法可能会造成系统的失控,系统的运行曲线无法达到指定的正旋波.在系统调试中采用位置式PI算法加入一阶惯性环节,并考虑到死区和速度限制,在实际调试中取得了比较好的效果.     

六自由度机械臂基于TTF字库的汉字书写系统设计

为实现机械臂精确的轨迹规划与实时位置跟踪,针对GALIL DMC控制板卡,设计了工业机械臂实时位置跟踪控制系统和轨迹规划算法,使用REbot-V-6R六自由度机械臂完成了汉字轮廓绘制。首先,编程提取Windows自带的true type font(TTF)矢量字库的汉字轮廓信息,使用插补算法重新进行轨迹规划;然后,建立了六自由度机械臂的运动学模型,设计了机械臂末端位置控制器;最后,采用位置跟踪模式实现机械臂的运动控制,实现了机械臂的汉字书写功能。     

基于视觉的机器人模糊自适应阻抗控制

对未知环境下具有6个自由度工业机器人的视觉/力反馈混合控制进行研究.首先,建立被跟踪曲线图像特征与机器人关节角度的映射关系;其次,由机器人离散阻抗控制规律描述机器人末端在受限表面移动时与受限表面产生连续接触的条件,并根据接触力的变化对阻抗模型参数进行模糊调节;最后,在未知物体表面对末端固定安装单摄像机和力传感器的6个自由度机器人进行力跟踪试验研究.研究结果表明:该阻抗控制具有较强的未知物体表面曲线跟踪能力和较高的力控制精度,曲线跟踪算法简单,不要求对视觉传感器进行精确标定,模糊控制器实时地调整阻抗参数,使系统稳定而且具有良好的动态品质,是一种有效的视觉/力反馈混合控制方法.     

基于超声测量模型的镁合金弹壳自动检测方法

镁合金弹壳是具有变厚度变曲率特征的组合回转体,根据其结构特点提出了一种镁合金弹壳超声自动检测方案,设计了相应的超声自动检测系统.对六自由度超声自动检测台进行了运动学建模,实现了超声扫描运动路径与探头位姿的精确控制.以壳体内缺陷散射模型和多元高斯声束模型为基础,建立了壳体缺陷超声测量模型,并绘制了壳体缺陷定量表征曲线.利用六自由度超声自动检测台对镁合金弹壳试块进行超声扫描实验,实现了对壳体人工缺陷的检出与定量,从而验证了本文方法的有效性.     

空间七杆机构位置解析与空间六杆机器人机构位置逆解

通过对具有一般约束的空间七杆７Ｒ机构和空间六杆６Ｒ六自由度机器人机构结构的分析,在已有的位移分析的研究基础上,把空间七杆７Ｒ机构和空间六杆６Ｒ六自由度机器人机构转换为一个自由度为零的空间六杆框架模型,这样便可以通过研究空间框架的形状随输角或末端执行器的变化情况,来进行空间多杆机构位置解析和空间机器人机构位置逆解的求解。     

升降台剪叉机构的时变非线性分析与控制

在分析了升降台剪叉机构的运动机理后，提出一种针对精确时变非线性对象的控制方式，改变了以前控制模式中的缺点，使得台面运动姿态得到有效控制，既保证速度均匀稳定，又能更准确地定位．仿真结果表明，该算法简单、实用．     

基于Clipper的3-TPS混联机器人运动轨迹控制

针对3-TPS混联机器人的空间运动性能要求及自身的结构特点,提出了一种基于Clipper的3-TPS混联机器人开放式数控系统.为了解决该机器人的运动摆头与回转工作台间角度的耦合及由工作台运动造成的工具编程点位置的变化等关键问题,建立了混联机器人运动学位置逆解数学模型.在构建基于Clipper的3-TPS混联机器人数控系统硬件平台基础上,将该机器人的运动学逆解数学模型转换为位置运动控制算法,并在球面上进行了螺旋轨迹实验验证.空间运动轨迹的理论与实验分析结果表明:所设计的数控系统能满足3-TPS混联机器人的控制要求,其运动模型及控制算法正确、可行.     

新型干树半潜平台凝析油外输计算分析

新型干树半潜平台抵御环境载荷能力较强,但是它对环境方向性不敏感.基于三维势流理论,建立新型干树半潜平台和外输油轮的多体系统计算模型,采用时域耦合计算方法对油轮抵达及油轮驶离半潜平台的外输作业工况进行研究,计算分析了不同风、浪、流环境条件下的外输油轮艏摇运动响应和外输系泊缆张力响应.研究结果表明:外输油轮的艏摇运动响应在非共线工况较为剧烈,而外输系泊缆在共线工况最大,且能够满足规范要求.该外输方案可以有效、安全实现新型干树半潜平台凝析油外输.     

三维运动平台的直流伺服控制系统设计

[摘要]以TMS320F2812为核心处理器组建多路直流数字PID伺服控制系统,并利用VS2010编写基于串口的上位机控制界面与DSPTMS320F2812的增强串口模块进行通讯,实现对下位机的灵活控制;同时,将系统运行过程中的位置、速度等数据即时回传并以实时曲线的方式进行显示,以利于PID参数的整定．系统应用于XYZ三维空间运动平台,实验结果表明,系统具有高速高精度的控制能力以及良好的稳定性．     

FAST二次精调实验平台的伺服系统设计

基于Stewart平台的馈源接收机位姿主动减振定位机构的控制,是500m口径球面射电天文望远镜（FAST）项目实现的关键。以大射电望远镜馈源二次精调平台为基础,研究将Stewart平台机构作为精调平台实现对大幅度的多自由度的减震控制。提出了基于Stewart机构的控制方案,利用PMAC卡实现机构的多轴控制,控制环节采用底层开发的开放伺服PID控制策略,加上最小二乘预测提高精度,实验证明该方案满足FAST需要的减震精度要求,该实验结果将为FAST原型设计提供可执行性的依据。     

一种力位置控制冲击问题解决方法

针对数控系统力位置控制过程中的力冲击问题,基于阻抗控制基本原理,研究了一种解决该问题的控制策略.以X-Y-Z三轴运动平台为被控对象,建立了系统数学模型以及力传感器动态数学模型.以控制Z轴与工件的恒定接触力为目标,构建了切换控制系统,并证明了闭环系统的稳定性.在Simulink中搭建了力位置双闭环阻抗控制仿真系统,结果证...     

基于符合控制算法的全向移动平台设计与实现

设计并制作了一款基于麦克纳姆轮的全向移动平台,为保证移动平台的高精度运动和灵活避障,提出了一种复合控制算法。移动平台采用4个麦克纳姆轮为驱动轮并建立了在环境坐标系下的数学模型,采用上、中、下3层分布的电路控制系统,并以二维模糊PID(proportion integral differential)控制器、Bang-Bang算法和提出的避障算法构成复合控制器,实现移动平台在室内灵活避障和高精度运动。研究结果表明:设计的移动平台运动方式灵活,能够在二维环境下保持良好的避障能力和较高的运动精度。     

旋转舞台位置控制器的设计

针对旋转舞台在特定环境中使用时对运行平稳性和定位精度要求较高的情况,结合旋转舞 台的具体控制系统,对其位置控制器进行设计,提出了一种基于模糊策略的双模智能控制方式,并 对此进行了仿真分析．仿真结果表明,这种位置控制器能满足旋转舞台的使用要求．     

基于PMAC的虚拟轴机床数控系统

数控机床可以完成各种复杂形曲面的零件加工.研究了用于固体火箭发动机复杂形药柱整形的虚拟轴机床数控系统,介绍了三杆四自由度虚拟轴机床数控系统的控制原理、硬件组成及软件结构.数控系统以"PC PMAC"为硬件平台、以Windows操作系统为软件平台,构建虚拟轴机床的开放式数控系统,充分利用PMAC的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了虚拟轴机床的人机交互、位置伺服控制和全闭环控制等功能.     

精密机械系统综合实验装置的研制

针对高校机械类专业精密机械系统相关课程的实验教学需要,以"直线位移精密工作台"为基础,研制了精密机械系统综合实验装置。该综合实验装置不仅可以完成精密传动、精密运动测量和电机驱动等单独实验,也可以完成体现光机电一体化综合知识的精密运动控制实验。该实验平台采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)光栅位移测量装置以及计算机控制系统,可以让学生在已有实验平台上进行主动设计,完成精密运动测量和运动控制实验,从而培养学生的动手能力和创新能力。