基于FPGA的高性能关节伺服系统控制器实现

提出了一种基于NIOS Ⅱ软核处理器的全数字化的关节伺服系统控制器的设计方案.该方案不仅实现了电机的矢量控制算法、M/T测速算法以及SPWM算法,而且还实现了关节空间的轨迹规划、位置控制和力矩控制.同时在所设计的关节控制器FPGA内部嵌入了CAN控制器软核,实现了与主控计算机的CAN总线接口和关节控制器参数的在线调整.关节内部电流环控制采样频率为20 kHz,而位置环、力矩环的控制采样频率低于1 kHz.实验结果表明:关节系统的定位精度优于0.01°,由6个完全相同的关节构成的空间机械臂(臂长1.8 m),末端定位精度为±2.7 mm,完全满足空间机械臂系统的要求.     

塔吊起重机臂桁架的拓扑优化设计

以塔吊起重机起重臂桁架为研究对象,采用有限元分析软件建立其部分臂桁架模型,通过加载适当的边界条件和移动载荷后对其受力性能进行分析,并在移动载荷作用下完成了起重机臂桁架的拓扑优化概念设计。结果表明,拓扑优化设计较好地解决了塔吊起重机起重臂内部腹杆铺设的问题,使其臂桁架受力性能得到优化。     

基于ANSYS的液压挖掘机工作装置有限元分析

针对YC225LC-8型液压反铲挖掘机,利用力学理论和方法对其工作装置在三种典型工况下进行受力分析.使用ANSYS对挖掘机动臂进行有限元静力强度分析,得出三种典型工况下的应力和应变云图以校核其强度.有限元分析结果显示:挖掘机动臂的静强度满足要求,其最大应力主要出现在液压缸和动臂连接的铰接点以及动臂和底座的铰接点处,这是对工作装置的强度起控制作用的一个重要因素.有限元分析结果对设计优化工作装置的具指导作用.     

变曲率飞机壁板钻铆执行机器人的设计与仿真

自动钻铆执行机器人设计结构由末端执行器和多关节旋转机械臂组成.末端执行器通过转台结构的分度摆动实现不同执行部件工位的转换.末端执行器通过与旋转关节机械臂的协同作用,实现柔性自动化加工装配.用MATLAB软件仿真得到该机械臂的运动空间轨迹,再通过ADAMS软件仿真检验旋转机械臂的运动空间特性,满足变曲率壁板生产的需要.     

机械臂动态响应传递函数矩阵模型

为研究机械臂在力(力矩)作用下的动态响应,在建立机械臂简易模型的基础上,利用patron软件得到其在悬臂梁状态下中部受阶跃冲击时末端位移的变化数据.利用这些数据,提出一种基于传递函数矩阵参数估计的响应模型建立方法,分析在不同模型阶次下的模型精度.研究结果表明:该方法可建立高精度机械臂动态响应模型.该研究成果为机械臂控制及动态误差补偿奠定基础.     

塞来昔布对心脏钠离子通道Nav 1.5电生理特性的影响

针对塞来昔布对与心脏毒性密切相关的钠离子通道Na_v1.5电生理特性的影响进行了研究.采用全细胞膜片钳技术,检测塞来昔布对Na_v1.5的电生理特性的影响,包括电流峰值、电压依赖性激活、电压依赖性失活以及恢复动力学.研究结果表明,塞来昔布对Na_v1.5的峰电流具有抑制作用,且呈浓度依赖性,其抑制作用的IC₅₀值为1.54×10^-8mol/L;塞来昔布促进了Na_v1.5的激活及失活过程,使其难以恢复到静息状态.塞来昔布对Na_v1.5峰电流的明显抑制作用,表明其潜在的心脏风险可能与Na_v1.5密切相关.     

无线网络多基站低时延协作缓存方案研究

随着社交视频网络服务的日益增长,内容请求的多样性及内容传输的冗余性大大降低了现有蜂窝通信的流量效率.在基站设置合理的文件缓存可以减少核心网中重复传输造成的流量拥塞,从而可有效提升终端视频请求服务的体验质量.本文针对多蜂窝基站协作缓存场景,研究了文件流行度未知时最小化系统总传输时延的模型构造.首先,结合基站缓存容量大小及文件请求的分布,构造了基于最小时延传输的0-1整数规划最优化问题;其次,利用组合多臂赌博机(CMAB)算法完成对未知文件流行度的估计;最后,结合流行度更新迭代过程完成文件的最优化缓存.通过将非线性问题依次转化为多项式问题和线性问题,并结合高效的启发式算法得到次优解,相比于分支定界最优算法有效降低了运算复杂度.仿真结果表明所提算法接近最优解,与传统的缓存方案相比可有效降低传输时延.     

基于预设性能函数的机械臂快速无超调拟人运动控制算法

为保证机械臂在与人互动过程中的安全性,实现无超调的快速响应,文中对传统PID控制进行改进,引入预设性能控制,提出了一种机械臂快速无超调拟人运动控制算法.该算法以PID控制为基础,利用预设性能控制令控制误差的收敛速度及超调量满足预先设定的条件,同时把控制误差收敛到一个预先指定的比较小的区域内,从而实现对系统稳态及动态性能(包括超调量和收敛速度等)的控制.空间三关节机械臂的仿真分析表明,所提出的预设性能PID控制与传统PID控制相比,具有响应快、无超调等优点,比较适合机械臂的拟人运动控制.文中最后通过四自由度Dobot机械臂的样机实验分析验证了所提算法的有效性.     

轻质采样机械臂设计与分析

土壤采样机械臂是深空着落探测器进行采样探测的必要机构。根据深空探测的环境要求,设计出满足结构强度的高可靠性的轻质机械采样臂,采用一个旋转关节和两个移动关节组成三自由度方案。对移动关节和旋转关节进行设计,对采样加热组件进行设计。对采样机械臂系统作运动学分析,采用D-H法建立系统运动模型,设置各关节坐标系,推导出各坐标系之间的坐标变换矩阵以及坐标向量矩阵,得到运动学正解和运动学逆解方程,为后续的分析及研究做准备。     

在役水上软钢臂式系泊系统风险评价简述

近年来软刚臂式单点系泊系统事故屡有发生,因此,有必要对渤海软刚臂式系泊系统关键风险点进行识别,并对风险点进行相应管控.该文对我国渤海海域软钢臂式系泊系统进行了风险辨识与评价,并对其中若干关键风险点进行了相应的解析,为制定相应的RBI检验策略提供依据.