基于最优载荷分配的双臂机器人协调运动在线控制算法

以牛顿—欧拉算法为基础 ,建立适合于双臂机器人实时控制的在线控制算法 ,该算法包括 3个部分 ,一是运动在线控制算法 ,二是在线载荷优化算法 ,三是逆动力学在线控制算法 .该算法不仅给出相应运动学及动力学递推计算公式 ,而且以载荷的最小范数为目标函数 ,实现载荷的最优分配 ,使在线控制算法更具应用价值 .最后通过算例仿真验证算法的可行性     

双臂机器人协调运动的在线控制算法

以Ｎｅｗｔｏｎ－Ｅｕｌｅｒ算法为基础,建立适应于双臂机器人协调运动实时控制的在线控制算法,给出了相应的运动学和动力学递推计算公式,并提出了双壁协调运动应满足的两个条件,以检验计算的正确性。     

预测控制中逆矩阵的递推求解算法

在各种自校正预测控制算法中，计算最优即时控制时均需在线进行矩阵求逆运算．作者针对各类预测控制算法中需求逆矩阵的普遍情形，采用矩阵分解方法，推导出一种可适用于各类预测控制算法的逆矩阵在线递推求解算法．本算法比传统增广矩阵求逆算法的计算量小，且适用性广，因而采用该算法可显著提高各种自校正预测控制算法的实时性．     

基于RBF神经网络的机器人的路径跟踪控制

文章针对双轮移动机器人的路径跟踪问题,提出了基于反演法的运动学控制和滑模动力学控制相结合的控制算法,运动学控制器解决位姿和跟踪速度之间的控制关系,动力学控制器解决机器人的姿态和控制电压之间的控制关系;为了减小传统运动学控制器的跟踪误差、提高路径跟踪控制的特性,采用RBF神经网络对控制器的不确定参数进行在线自适应学习。仿真结果表明,文中提出的基于RBF神经网络自适应算法比传统控制算法具有更优越的跟踪效果。     

三轴离心机运动学模型及变加速度模拟算法

针对开展加速度过载模拟试验中确定离心机运动参数存在困难的问题,通过构造对称过载,采用逆向求解运动参数的方法进行处理,然后确定系统输入。结合运动合成法和矩阵旋转法建立了离心机的运动学数学模型,该模型是求解运动参数的基础。基于运动学模型推导得到模拟预期加速度过载的相关运动参数计算公式,由递推法得到各级转子转角、角速度以及角加速度参数时间变化历程。以两种典型过载作为预期过载,采用运动学逆问题求解运动参数,并将求解结果作为系统输入,采用RecurDyn仿真离心机产生的加速度过载。与预期过载对比进行验证,结果表明,求逆算法能精确地模拟预期加速度过载,算例中最大绝对误差控制在0.1g以内。此项工作可为三轴离心试验中试验载荷的设计提供理论依据和设计方法。     

机器人逆运动学的微分进化与粒子群优化BP神经网络求解

针对采用传统反向传播(BP)神经网络算法进行逆运动学求解收敛速度慢的问题,提出将微分进化(DE)与粒子群优化(PSO)算法相结合,对用于机器人逆运动学求解的BP神经网络进行优化。基于机器人正解映射建立优化算法的目标函数,在PSO过程中,引入DE操作优化粒子进化方向,并将此混合算法用于BP神经网络权值与阈值的优化。对KUKA机器人进行仿真实验,结果表明:采用该文方法对机器人逆运动学问题的求解精度高,求得的关节角度误差小于0.1°;逆运动学求解结果所对应位姿矩阵的位置误差在0.1 mm数量级,具有较好的泛化能力。该文方法满足机器人位置和姿态方面的精度要求。     

基于空间算子代数理论的多体系统 雅可比矩阵及其逆的描述与实现

雅可比矩阵及其逆在运动学和动力学方程的计算中有非常广泛的用途.使用空间算子代数理论来对雅可比矩阵及其逆的结构进行研究,形成了高效的速度和静力递推算法.随后对链式多体系统的D-H参数表达进行了进一步的研究,结合空间算子代数理论给出了雅可比矩阵及其逆的软件实现流程.最后,运用Matlab@符号计算库对雅可比矩阵及其逆的计算进行了实现,并通过与实际算例的对比验证了该方法的有效性.     

基于混合优化算法的工业机器人逆运动学求解

为简化工业机器人逆运动学求解过程,提高求解精度,增强求解算法通用性,提出一种计算工业机器人逆运动学问题的混合优化算法(hybrid optimization algorithm, HOA)。该方法基于冯诺依曼邻域和差分进化算法对标准灰狼优化算法(grey wolf optimize, GWO)的种群个体进行重新构造,得到一种改进的GWO;在Rosenbrock搜索法中引入柯西变异改善劣质解;将改进的GWO的解作为Rosenbrock搜索法的初值计算运动学逆解,以六自由度和七自由度工业机器人为测试对象进行仿真实验。结果表明,混合优化算法相较于对比算法具有更高的精度,更好的稳定性和通用性,证明了算法的有效性。     

冗余度机器人运动学和动力学同时优化

利用冗余度机器人的冗余特性对其运动学和动力学同时优化.在动力学水平上采用加速度加权范数法对机器人关节力矩进行合理分配优化,在运动学水平上采用了梯度投影算法对机器人的避奇异位形的性能进行优化,并给出了同解性的算法,从而实现了冗余度机器人的运动学和动力学同时优化.仿真结果表明:该算法不仅具有关节力矩合理分配的作用,而且还能实现运动学的优化,实现了冗余度机器人的运动学和动力学同时优化.     

一种三自由度海上廊桥试验台的建模与实验

海上廊桥在作业时由于受到风、浪、流等载荷的扰动会产生较大摇摆,极大的降低了海上作业安全。针对该问题,设计出一种具备运动补偿功能的三自由度海上廊桥试验台。文章首先构建海上廊桥试验台三维结构模型,建立包括不规则海浪以及船-海上廊桥试验台的运动学模型。通过欧拉角坐标转换法,运用运动学逆解得到每个电动缸的运动规律,利用拉格朗日法建立了试验台的动力学模型,在运动学和动力学推导结果的基础上,从实用性的角度确定采用运动学为该系统的控制基础。最后利用船舶运动模拟平台对试验台及其逆解算法进行验证。实验结果验证了该试验台具有良好的运动补偿效果,具有广泛的工程应用前景。     

配电网故障区域判断和隔离

将配电网的开关看作图的顶点,将其馈线看作图的弧,并将流过开关的电流当作顶点的负荷,将馈线供出的负荷当作弧的负荷,提出根据顶点的负荷求算弧的负荷的点弧变换,并结合一个实例讨论了基于点弧变换的过热弧搜寻算法及其简化算法,采用过热弧搜寻算法能够有效地解决配电网络故障区段的判断与隔离问题,同时还给出了程序框图。     

基于自适应模糊神经元网络的电力短期负荷预测

利用模糊神经元网络（ＦＮＮ）进行电力短期负荷预测．给出了模糊神经元网络结构和部分输入变量的模糊化．ＦＮＮ采用ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ－Ｍｅａｎ－Ｓｑｕａｒｅ）算法，并用历史负荷数据进行训练．一经训练，网络就能应用于在线负荷预测．在预测过程中，权值按最近的负荷行为自适应调整．测试结果表明，该方法具有较好的精度和较快的速度．     

实测风速分布特征及重现期模型评估

风荷载的模拟是风振响应分析的关键步骤,但缺乏实测风速数据的分析且风速存在一定的地域差异,精确的风荷载模型对于输电线路杆塔力学分析至关重要。本文通过统计在江苏省境内13个地市代表气象站的风速数据,运用GEV模型,Weibull模型、Rayleigh模型对其进行了统计规律的分析,拟合后提出了风速重现期的单变量控制方程,通过K-S方法检验得出单变量控制概率密度累积方程具有较强的稳定性,结果表明本文所采用的双指数高斯分布模型适用江苏大部分地区,可使用该模型作为计算风速重现期的参考。     

新型变电站电压无功综合控制算法

传统的基于区域图控制的变电站电压无功综合控制方法对短期负荷波动的抗干扰能力较差,为解决该问题本文提出了一种变电站电压无功综合控制算法数学模型,该算法模型由启动判据、负荷预测结果修正算法、动作判据、区域配合算法几个数学模型构成,文中给出了这些模型的数学表达式,并给出了这些数学模型怎样与超短期负荷预测结果相结合来实现地区变电站的电压无功综合控制的方法,采用该算法研制的设备的变电站的运行结果证实了该算法模型的正确性与优越性.     

低压电力线通信子信道等效优化方法

根据低压电力线信道的特性,结合自适应比特和功率分配算法,提出了一种子信道等效优化方法。应用此方法在传输总比特数一定,基于发送功率最小化模型情况下,研究使用子信道优化等效方法对系统性能的影响,等效子信道优化算法将特性相同或相近的子信道放在一起考虑,不仅能减少信令负荷,还可以使频谱得到更好地利用,仿真结果表明,使用子信道优化算法后系统能获得更低的误比特率。     

农业机器人视觉导航试验平台

搭建了四轮驱动农业机器人视觉导航试验平台。设计了基于AVR单片机的下位机控制器,实现了4个电机的独立速度控制及其与上位机间的串口通讯功能。将最小二乘法和线扫描算法相结合,实现了农业机器人在作物行间行走的导航路径提取的视觉导航算法。测试表明:该算法具有较好的实时性,可以应用于农田两行作物间的导航试验。     

基于神经网络逼近的磁浮列车动态悬浮控制

为了有效提高磁浮列车悬浮系统在负载扰动和轨道不平顺扰动下的动态特性,提出了一种基于Lyapunov稳定性分析的径向基神经网络逼近算法使悬浮间隙能够在有界范围内达到最优。首先,以悬浮负载为受控对象建立系统垂向动力学方程和电压控制方程,以此构造能够表征系统非线性的状态空间方程。其次,确定径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络基本结构,根据悬浮间隙误差约束条件和控制电流构造输入输出,并以此设计控制律保证所输出悬浮间隙能够在多种扰动的综合作用下持续稳定;再次,基于Lyapunov稳定性第二判据证明系统闭环稳定,能够在误差整定过程中使得间隙误差收敛于无穷小。最后,通过与目前应用较为广泛的比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制算法进行仿真对比,在非线性负载力和不平顺扰动下分析验证所提出控制算法的有效性。结果表明:所提控制算法比PID控制算法具有更好的鲁棒性。     

多区域变风量空调系统送风温度的优化节能控制

在分析变风量空调系统局部控制的基础上,提出了两种实时的优化控制方案。其一是利用变风量末端风门开度的信号,将它们作为各区域相对负荷的指示信号,对送风温度进行实时优化;其二是针对周边区域采用定风量末端控制太阳辐射热负 空调系统,根据周边区域相对负荷大小,实时优化定风量末端的开／停控制。     

热轧带钢层流冷却系统的数学模型

以某热轧厂为例 ,介绍了热轧带钢层流冷却控制的数学模型 ,主要包括空冷模型、水冷模型、前馈模型、反馈模型、自学习模型·研究了PID算法和Smith预估器控制器在反馈控制中的应用·从现场实际应用效果来看 ,模型简单实用 ,卷取温度基本上被控制在目标温度上下限范围内·