外骨骼机构舱外航天服手套阻尼的测量与Preisach建模

以宇航员出舱活动为背景,针对内置式测量的缺点,利用平行四边形连杆和齿轮的组合设计了一种外骨骼机构.该机构能在舱外航天服(EVA)手套的背部驱动下产生模拟人手弯曲和伸展运动,同时位于指尖的力传感器输出运动过程中的阻尼力,该阻尼力可达10 N,滞后可达31%.为便于对阻尼力进行数值预测及舱外活动功效仿真,应用Preisach(简称P模型)获得一阶转换曲线的方法,对EVA手套的滞后特性进行数学建模,由于P模型在数值计算时需考虑2种情况,因此通过记录记忆曲线上顶点数的方法导出统一计算公式,并采用基于距离权重的插值算法来计算离散P模型平面非节点区域的Everett函数值.最后,通过实验验证了该建模的有效性.     

太空环境中舱外航天服的外层防护问题

舱外航天服是人类太空探索和活动的基本条件，这里着重论述了太空的各种环境及其对出舱人体外层防护的要求和应用研究并针对太空环境的特点，讨论了各种条件下的防护机制、有效防护的实现以及防护材料应该具备的性状。尤其是文中穿插了实际研究的一些想法和结果．这为出舱人体防护材料的综合功能设计提供了基础。     

舱外航天服试验用暖体假人的研制与性能分析

研制了一种新型易拆装结构且具有多种测量模式的暖体假人,实现了针对舱外航天服特殊穿着条件下的试验测量.介绍了该暖体假人的设计原则、结构特点和拓展功能.试验表明,在不同测量模式和环境设定下,该暖体假人都具有良好的动态响应特性和测量精度.     

低压舱专用人体呼吸流量测试系统研制

研制低压舱特殊气压条件下的人体呼吸体积流量测试设备。设计以气体质量流量传感器、气体压力传感器、温度传感器为核心的硬件,设计基于Lab VIEW平台的软件。进行了低压舱不同高度定标试验,进行低压舱不同高度验证试验。试验结果表明该设备在地面至6.9 km高度上正常运行,精度在±3%以内。低压舱专用人体呼吸体积流量测试系统能够在地面和低压舱不同模拟气压高度的低压变压环境中测量人体呼吸体积流量,能够满足低压舱高空试验的要求。     

双驱动型单向弯曲柔性关节弯曲特性

针对气动柔性关节在低气压下弯曲角度受限的问题,采用两个人工肌肉作为动力源进行驱动,设计了一种新型气动柔性关节.该关节由两个人工肌肉并联而成,具有1个自由度,能实现较大的弯曲变形.给出了关节的结构功能和工作原理,基于力/力矩平衡原理分析关节的弯曲特性,搭建试验系统研究关节的弯曲角度.理论分析和试验结果表明:双驱动型单向弯曲关节在低气压下也能实现较大的弯曲角度,关节的弯曲角度与气压呈非线性关系,且随关节结构参数的改变而改变.     

基于MIMO系统的多关节机械手自适应模糊控制系统的设计

针对机械手运行过程中存在着不确定性因素的干扰,设计出自适应模糊控制系统,该系统的控制算法是利用MIMO(多输入多输出)模糊系统来逼近存在的误差。用鲁棒自适应控制律,来消除逼近误差造成的影响,可以有效地保证系统运行的稳定性,减少了模糊控制规则的数量。通过实验验证和计算机仿真可表明该算法的有效性。     

基于神经网络及综合电机特性的柔性关节空间机器人全阶滑模控制

研究了载体位置、姿态均不受控的自由漂浮柔性关节空间机器人机械臂轨迹跟踪及关节柔性振动主动抑制问题,利用系统动量、动量矩守恒关系及第二类Lagrange法,并综合考虑关节驱动电机特性,导出了其全系统动力学模型;然后基于奇异摄动理论将该动力学模型分解为描述机械臂刚性运动的慢变子系统及描述关节柔性振动的快变子系统,并结合关节电机输出力矩与电枢电流的关系,将对控制力矩的设计转化为对电流控制的设计。之后,针对关节柔性振动快变子系统,采用速度差值反馈控制方案对其进行了振动主动抑制;针对机械臂刚性运动慢变子系统,则基于RBF神经网络提出了一种全阶滑模控制方案;其中RBF神经网络用于逼近由系统不确定参数带来的未知非线性项,全阶滑模控制方案的引入在于使控制系统在兼备传统滑模控制方案鲁棒性强特点的同时,还能克服抖振问题。最后,系统数值仿真结果说明了所提方案的有效性。     

综合电机特性的柔性关节空间机器人全阶滑模控制

研究柔性关节空间机器人轨迹跟踪及关节柔性振动主动抑制问题.导出综合电机特性的动力学模型,且基于奇异摄动理论将其分解为快、慢变子系统.针对快变子系统,采用速度差值反馈控制;针对慢变子系统,提出一种基于径向基神经网络的全阶滑模控制.其中径向基神经网络用于逼近系统未知非线性项,全阶滑模兼备结构简单、鲁棒性强等优点的同时,还能克服抖振问题.系统数值仿真结果证明了所提方案的有效性.     

机械系统动态特性CAM测试实验装置设计

基于虚拟仪器技术设计了机械二阶系统动态特性计算机辅助测试实验装置。设计了实验装置的支架,采用USB2008数据采集卡,FXB—V系列直流差动变压器式位移传感器,由计算机采集、显示并储存弹簧质量系统自由振动的波形,自动计算出该二阶系统的动态特性：固有频率与阻尼比。     

力学创新试验中的悬臂梁全场动态特性测量

苏州科技学院土木、力学类本科专业的力学实验还是以验证基本变形理论为主的一些常规实验，而结合工程实际和一些先进的现代测量手段的创新实验很少开设。文中设计了一个力学创新实验，内容是将本科生所学的力学基础知识和现代光学测试技术结合起来，对悬臂梁全场动态特性进行测量。该实验的设计可使学生在本科学习阶段就能接触工程测量的一些先进技术，有利于激发学生的学习兴趣和创新意识，为学生将来走向工程实际打下基础。     

直接驱动机器人轴角的精密测量系统

高精度轴角测量是直接驱动机器人系统的关键，文中使用以多极旋转变压器为测量元件测量直接驱动机器人的关节角，并在理论分析和实验的基础上对该方法存在的测量误差进行了修正，以实现对轴角的精密测量。     

直线电机进给系统机械系统动态特性研究

为了获得满意的运动精度,针对以往直线电机进给系统研究中被忽略的机械系统动态特性,利用达朗贝尔原理建立了机械系统的动力学模型,对直线电机进给实验台的机械系统动态特性及影响因素进行了理论分析和实验测试,同时分析讨论了机械系统频率特性对进给系统运动精度的影响。结果表明:尽管直线电机进给系统机械环节结构简单,但依然具有复杂的动态特性,影响系统运动精度;伺服控制速度环增益越高,机械系统进给方向固有频率越高;随着进给速度的提高,工作台各方向振动频率与幅值均增大,当速度提高1倍时,俯仰振动和偏摆振动致使工作台产生的位移波动增大2倍。     

TIADC系统误差联合测量及补偿方法

针对时间交替并行采样系统通道间存在增益误差和时钟失配误差问题,提出一种误差联合测量方法。该方法利用了测试信号的特性,同时测量2种误差。与已有算法相比,算法结构简单,精度较高。同时根据时钟失配误差产生原理,设计了基于Farrow结构的分数延迟滤波器补偿算法,针对Farrow结构局限于Nyquist带宽的问题,设计了多通道的补偿结构。仿真实验表明,系统的无杂散动态范围得到明显抑制,输出的信纳比至少提高了25dB。     

连发射击人枪系统机械导纳测量与分析

该文针对立姿无依托连发射击的情况建立了枪肩系统的抵肩力及枪肩运动的电测系统,利用电测数据求取了枪肩系统的机械导纳函数,采用正交分量法对枪肩系统的导纳函数进行了模态识别,并探讨了连发武器系统被动态与主动态的主要差异,即刚度、质量及阻尼有所不同,但曲线的变化规律及各峰出现的频率基本一致。     

下承式刚性系杆拱桥拱座结点受力特点分析

拱座开裂是拱桥经常出现的病害之一。以某下承式钢管混凝土刚性系杆拱桥为工程背景,探讨了刚性系杆钢管混凝土拱桥拱座微小转动对于此类拱桥拱座处内力的影响,由分析可知:拱座的微小自由转动会造成拱脚、系杆端头弯矩大的改变,即拱座结点受力对微小自由转动敏感。在现实的桥梁中施工初始安装、运营期间的重车过桥,尤其是过桥头伸缩缝时的冲击作用等均有可能带来拱座设计中未能考虑到的微小的自由转动。拱座受力对此微小转动的敏感性,很可能是下承式钢管混凝土刚性系杆拱桥拱座开裂的重要因素之一。     

双光束自适应旋光准直系统

介绍了一种双光束自适应准直测量系统。传感元件为两套楔角相同的左旋和右旋石英光楔。由于两束光足够靠近，用其中一束光专门监测各种漂移因素以便补偿另一束光的测量结果，从而达到对环境干扰自适应补偿的作用。文中给出了理论分析和实验结果。     

电梯机械系统动态特性研究

随着社会经济不断的发展,越来越多的高层超高层高档建筑进入人们的生活中,高层建筑离不开对电梯的使用,如何提高电梯的舒适度和电梯的乘坐性能是现阶段人们关心的热点.基于对电梯舒适度和电梯机械系统的动态特性的优化改进,本文首先分析了电梯机械系统的动力学模型,然后针对电梯运行中的振动现象和灵敏度参数,分析了电梯的振动系统,最后提出了提高电梯安全性的相应改进措施.