多关节柔性机器人手臂的振动分析和振动控制

本文应用机电一体化的研究方法,推导了柔性机器人手臂的振动方程式,并结合控制系统,推导了机电系统的动态方程.对在任意位置上有集中质量的变截面桑性手臂进行了振动分析和数值仿真,并进行了实验验证.证明了本文的分析方法的妥当性和位置反馈的抑制技术是相当有效的.     

带瓶颈移动法的混合遗传算法求解柔性作业车间调度

柔性作业车间调度问题是对传统车间调度问题的扩充，它更接近于现实的生产调度问题。针对柔性作业车间调度问题，提出了带局域搜索（瓶颈移动法）的混合遗传算法。区别于传统的遗传算法，本文算法用两个向量束表达解，并采用了适应问题特征和染色体结构的交叉和变畀算子。基于关键路径的思想，舰颈移动法使用两种有效的邻域结构；改变关键路径上相邻两工序的加工顺序和为关键路径上的工序分配新设备。为了提高搜索能力，邻域结构可以动态调整。我们在3个代表性标准测试问题上检验了该算法的求解性能。     

带浮囊的小型漂浮平台横摇幅值分析

为了完成海洋环境中的局部信息探测与海域封锁,提出了一种小型便携式水面无人漂浮平台,该漂浮平台由漂浮装置和主平台通过铰链连接组成,主平台通过测量自身角度进行平衡稳定,柔性连接的漂浮装置对平台提供漂浮浮力和初级减摇稳定。针对小尺寸漂浮平台的柔性连接方式,提出了一种将系统的柔性连接简化为摇荡回复力矩的仿真方法,采用三维势流面元法,分析了平台在三级海浪下的横摇运动响应因子和横摇运动响应谱。结果表明在三级海浪下,平台的有效运动幅值为5.43°,满足系统指标要求,系统能够通过软硬件进行有效调平。通过改变漂浮平台的重心高度和浮囊的直径,分析了系统参数对漂浮特性的影响。结果表明,系统横摇运动幅值随重心高度和浮囊直径呈U形变化,在重心3 022 mm和直径2 030mm处,系统横摇运动幅值达到最小;对于大长径比系统,重心高度对系统横摇运动幅值的影响程度远大于浮囊直径。结果可为小型漂浮平台进一步研究提供一定的理论基础。     

一种二自由度灵巧型装置设计与精确定位的实现

针对大口径光学系统舱内部空间狭小,导致传统检测设备安装困难的问题,设计了一种便于在狭小光学仓内执行镜面缺陷检测的灵巧型伸缩装置;并通过拟合算法实现了对该装置末端的精确定位。首先具体介绍了该装置的结构设计;并对该装置建立了包含齿隙特征的数学模型。然后,采用基于最小二乘法的曲线拟合算法简化了装置末端坐标表达式;并通过仿真得出最佳拟合阶次,降低了误差,提高了坐标定位精度。该装置在实际应用中完成了狭小光学仓内的检测任务,且能够达到正负0.005 mm的精度,满足设计需求,证明了方法的可行性。     

挠性飞行器飞轮姿态控制系统设计

针对带有大型太阳帆板的挠性空间飞行器动力学特性十分复杂的特点,通过合理的假设,采用单轴解耦分析姿态控制系统稳定性问题。采用极点配置法,按照刚体卫星设计系统PID参数,利用根轨迹,确定按刚体卫星参数设计的系统能使挠性空间飞行器控制系统具有渐近稳定性的充分条件;推导系统参数间的关系式,分析挠性空间飞行器主轴姿态控制系统稳定性问题。最后,通过仿真验证了系统的性能。