基于扩张状态观测器的机械臂分散自适应模糊控制

针对机械臂控制中各子系统间交联项难于处理的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)和模糊策略的分散控制方法.将机械臂系统考虑为各关节交联子系统的集合,采用扩张状态观测器去实时估计机械臂各关节间的状态、耦合交联项及非线性项,利用模糊系统去逼近机械臂动力学模型中的建模不确定项,从而设计分散自适应模糊控制器以实现机械臂的轨迹跟踪控制,给出了控制器中参数的自适应更新律,并对该控制器进行了Lya-punov稳定性分析.最后将该方法应用于一个4自由度机械臂的轨迹跟踪控制中,仿真结果表明了该方法对处理耦合交联项及在各关节轨迹跟踪控制中的有效性.     

恒压变量泵动态特性结构框图法仿真与实验分析

恒压主量泵被广泛地应用在农林机械、工程机械、飞机、船泊及自动控制系统等的液压机构中。恒压变量泵的动态特性对液压机构的影响很大,所以对恒压变量泵的动态特性进行深入的研究是非常重要的.计算机仿真是分析动态特性的手段之一.本文提出了一种新的仿真方法;即结构框图法,结构框图法仿真与传统的仿真方法不同,用该方法进行仿真时直接从结构方块图开始计算,不用推导传递函数,不用简化任何实际结构参数.固为仿真时所用的变参量可以是实际结构参数,所以对分析各结构参数变化对动态特性的影响是十分方便的.本文用该方法对 YB20—AH 型恒压变量泵进行了动态仿真与实验分析,给出了程序框图,实验记录曲线与仿真曲线非常吻合.     

人机协作下机械臂动态避障与避奇异研究

针对人和机械臂在同一空间下协同工作时,机械臂的运动可能对人造成伤害这一问题,提出一种基于机械臂关节速度空间的动态避障与避奇异算法.该算法对机械臂的奇异性进行量化分析,采用最小阻尼二乘法实现机械臂的避奇异操作.同时融合人工势场的思想,借助机械臂的非完整雅可比矩阵,实现机械臂对人及自身的实时动态避障.最后在仿真和实际机械臂上进行实验,实验结果表明:该算法可以实时地对环境中的动态行人进行主动避障同时避开机械臂的奇异点,保证人机协作过程中操作人员的安全.     

单质体反共振隔振振动机械的理论及应用

将动力反共振原理DAVI应用于振动机械,提出一种新型反共振隔振振动机械,即单质体反共振隔振振动机.利用Lagrange方程建立了该振动机械的数学模型,推导了传递率的表达式,并给出了配重对筛机振幅的影响及该种振动机动力学参数的选择计算方法.通过计算机仿真和模型试验证明了这种振动机的隔振效果优于一次隔振,接近二次隔振.通过合理选择动力学参数,振幅减小量几乎可以忽略不计,振幅的减小还可以通过适当增加激振力得到补偿.     

六自由度机械臂运动轨迹自动生成方法仿真与实现

运用运动捕捉系统,结合机器人运动学方法,提出一种六自由度机械臂运动轨迹自动生成方法.首先,在运动捕捉系统下得到人手臂末端的Marker标记点的位姿信息;然后,通过数据处理得到标记点的位姿矩阵,并将其作为机械臂末端执行器的位姿矩阵,进而通过数据流通道将该数据传入机器人运动学仿真系统,在仿真系统中运用代数解法求机器人运动学逆解,并进行运动学仿真.最后,将逆解求得的6个关节角度传入机械臂本体,实现机械臂末端执行器按照运动捕捉系统下手臂末端标记点的运动轨迹而运动.仿真实验表明:该方法具有可行性.     

基于指数变增益迭代学习控制的机械臂轨迹跟踪研究

针对一类具有强耦合、参数时变、不确定干扰性质的机械臂系统,提出了一种指数变增益的闭环D型迭代学习控制算法.该算法主要解决机械臂轨迹跟踪精度以及迭代学习速度问题,可以实现机械臂轨迹的快速精确跟踪.最后通过MATLAB对机械臂轨迹跟踪系统进行仿真,仿真结果验证了算法的有效性.     

基于ROS的液压重载机械臂避障仿真

为实现液压重载机械臂的运动轨迹规划,采用SolidWorks建立了七自由度机械臂空间结构模型,通过ROS平台的URDF文件建立仿真模型.使用MoveIt实现运动规划,借助快速扩展随机树算法(RRT)进行机械臂的路径规划,得到机械臂各关节位移随时间变化的曲线.仿真结果表明机械臂在障碍物环境中实现了自动避障,该方法为在复杂障碍环境下进一步改进规划算法提供了直观便捷的方法.     

带滑移铰空间机械臂协调运动的自适应分解运动控制

讨论了载体位置不受控制的漂浮基带滑移铰空间机械臂本体姿态与末端抓手惯性空间轨迹协调运动的逆运动学问题.结合系统动量守恒关系进行的系统运动学分析表明,可以将空间机械臂本体姿态与末端抓手惯性空间轨迹协调运动的增广广义Jacob i矩阵表示为一组适当选择的组合惯性参数的线性函数.以此为基础,设计了系统部分参数未知情况下,由本体姿态期望运动及机械臂末端抓手惯性空间期望运动轨迹产生机械臂关节铰期望角速度、角加速度的自适应控制算法.由于充分利用了空间机械臂系统动量守恒的动力学特性,本文提出的方法具有不需要测量、反馈载体基的位置、移动速度及移动加速度的显著优点.系统数值仿真证实了该方法的有效性.     

基于Udwadia和Kalaba方程的机械臂轨迹跟踪控制

针对机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种新的控制方法。该方法建立在Udwadia和Kalaba方程的基础上,可以在不引入拉格郎日乘数等额外参数的情况下对约束系统的约束力进行求解。与传统方法不同,这里将机械系统的运动要求作为一种约束来看待,这种约束称为轨迹跟踪约束,为了满足该约束要求需要对系统施加一定的伺服约束力;利用Udwadia和Kalaba方程给出了伺服约束力的求解方法。在这种伺服约束概念的基础上,通过理论分析,提出了伺服约束下机械臂跟踪控制方法,并通过建立平面二自由度机械手臂动力学模型,给出了控制结构,并在假设机械手臂轨迹运动要求的基础上,通过Matlab语言仿真计算出需要的控制,并给出了仿真结果。仿真试验结果表明:在约束初始条件相容的情况下,利用该方法可以实时计算出机械臂操纵系统所需要的控制力矩,机械臂在该控制作用下各构件运动结果符合要求,机械臂末端轨迹很好地跟踪了系统要求的曲线,并具有较高的跟踪控制精度。     

基于Photoshop软件的色织物视觉仿真建模技术

开发了运用Photoshop软件建立色织物图像模型的方法,采用该方法实现了色织物的视觉仿真设计.通过仿真图和实物图对比,对仿真结果进行了定性验证.验证结果表明,Photoshop仿真图效果高度逼真.Photo-shop操作简单、图像处理功能丰富,是色织物的视觉仿真设计及产品开发的强大的辅助工具.研究开发的Photoshop视觉仿真建模技术,可以在色织物设计及产品开发中广泛使用.     

滤波多音调制系统的滤波器优化设计

给出了滤波多音调制系统的原型滤波器优化设计方法. 该方法不仅可以最小化原型滤波器的阻带能量,还界定了符号干扰功率、过渡带能量,适用于严格采样和非严格采样滤波多音调制系统. 数值仿真结果表明该方法可以获得较好性能.     

液压大系统的模块式建模

本文论述了液压大系统模块式建模法的基本原理,建立了元件模型和由元件模型生成系统模型的一般方法。并利用该建模方法建立了液压调速系统的数学模型,对实例进行了计算机仿真。结果表明模型正确,建模方法可靠。这种建模法易于计算机辅助建模和仿真,具有动、静态仿真合一的特点,能使用户在计算机仿真所需的建模简单化,数学模型通用化,适用于大系统的建模与仿真。     

高阶对象自适应跟随低阶模型的一种设计法

本文提出了一种虚拟升阶设计法,它可使系统降阶实现。若把虚拟极点和部分模型极点作为滤波器使用,不但可少用一组滤波器,而且避免了选用线性补偿器。仿真结果表明,跟随效果良好。     

基于主成分分析法的变风量空调系统传感器故障诊断

在已经建立的建筑空调系统仿真器的基础上,针对变风量（VAV）空调系统的传感器故障,提出一种基于主成分分析（PCA）和法则相结合的传感器故障诊断方法。建立了PCA模型,将由传感器测量值所组成的测量空间分解为主成分和残差两个子空间,进行故障检测后再由基于法则的策略进行故障重构。仿真试验表明,该方法不仅能够准确地检测并隔离传感器故障,而且可以初步地进行故障重构,为进一步研究传感器的故障诊断提供了必要的基础。     

基于粒函数的模糊控制系统设计与仿真

模糊控制是基于模糊数学思想和理论建立的控制方法,在控制领域特别适用于一些无法用精确模型进行数学建模的控制系统.但对于模糊控制系统,模糊控制器的运算复杂和由于规则太多引起的规则爆炸问题始终没有很好地解决.通过引入粒函数,简化了模糊控制系统和解决了规则爆炸问题,并且将粒函数方法应用于单容水箱模糊控制系统中进行仿真.实验结果显示,粒函数方法不仅可以简化模糊控制系统的复杂性和解决规则爆炸问题,并且证明在理论和实际中粒函数器完全可以等效模糊控制器.粒函数方法适用于众多模糊控制系统中,通过示例,可以举一反三,将粒函数方法复制到其他应用场合.     

模糊滑模变结构控制设计

为了削弱滑模控制的颤振现象,提出了模糊趋近律的方法,即利用模糊控制器实时调整滑模控制的趋近律参数．该方法既保证了控制系统的快速性和鲁棒性,又能够有效地削弱颤振．另外,控制系统设计简单,便于工程应用．最后,以实例进行了仿真研究,仿真结果证明了所提出方法的有效性．     

ABS液压混合仿真试验台的研究和应用

为了给汽车自动防抱死系统 (ABS)的研究提供一种在实验室环境下经济高效的测试手段 ,介绍了一种自行开发的汽车 ABS液压混合仿真试验台。该试验台的特点是 :硬件上有 3条工作回路 ;软件中有多种数学模型和仿真功能 ;并在国内的 ABS仿真中首先应用了驾驶员模型。试验台在自主研制 ABS硬件系统、控制逻辑和测试其它 ABS开发系统等方面都提供了很大的帮助 ,表明混合仿真是研制ABS系统的有效手段     

非线性M-QAM信道的自适应预均衡

本文介绍一种数字式自适应预均衡器.它可以补偿高功率放大器在非线性区域工作时引入的具有记忆的3阶非线性失真.采用 Volterra 级数表示法分析这种非线性失真,并对高功率放大器参数进行自适应估值,从而完成预均衡网络和估值电路的设计.本文同时给出 M-QAM 系统的计算机模拟方法.模拟结果表明,这种预均衡器对系统的非线性失真有较好的校正作用.     

动态柔性制造系统仿真平台

针对通常柔性制造系统（FMS）仿真方法在体现制造系统动态变化特性方面的不足，开发了一种FMS的可视化、分布工仿真平台。该平台模拟真实FMS的运行，较好地体现了离散事件动态系统的特性，可以作为调度、控制算法的测试平台。作为示例，在该平台上成功地实现了一种基于遗传算法的FMS动态调度算法，解决了FMS实时运行中各种突发事件下的再调度问题。     

同时改善系统稳定和电压特性的变结构励磁控制器

依据非线性变结构控制理论,提出一种新的励磁控制器的设计方法。应用该方法设计的变结构励磁控制器,在有效地改善电力系统功角稳定性的同时,还可以改善发电机端电压的动态特性。该控制器对系统工作点的变化具有鲁棒性。仿真结果表明:该种控制器与已有的PSS控制相比,在改善系统稳定性的同时,改善了发电机端电压的动态特性