基于改进遗传算法的自动化制造单元调度

研究了一类带时间窗口的自动化制造单元调度问题。为了克服基本遗传算法求解此类问题容易陷入局部最优这一缺陷,在设计改进遗传算法时,采用基于循环序列的编码排列方式,并配合使用两点交叉操作,以增强进化过程中种群的多样性。采用启发式目标函数以引导种群向有利方向进化。针对进化过程中产生的大量不可行解,提出了具有联动修复机制的修复策略,根据修复过程自适应搜索待修复目标片段,同时引入禁忌表记录各基因的移动方向以避免迂回搜索,从而保证算法的搜索效率和求解质量。最后,使用文献中的8个基准案例进行算法测试,测试结果验证了本文提出的改进遗传算法的有效性。     

液压挖掘机挖掘力计算新方法

以工作区域和挖掘点为对象,提出了一种研究理论挖掘力大小及其分布规律的新方法.首先求得挖掘点的空间位置,再利用逆运动学原理求解每个挖掘点对应的挖掘姿态,根据对应的限制不等式组求解每个挖掘姿态的理论挖掘力,最后得到每个挖掘点的理论挖掘力和整个挖掘区域的挖掘力分布规律.以某36t反铲液压挖掘机为例,验证了相邻挖掘点或相似挖掘姿态的理论挖掘力相近的假设.结果表明:在大多数挖掘点上新方法得到的理论挖掘力比传统方法有较大程度(20.2%)的提高,且更能准确地反映挖掘机在给定挖掘点上所能发挥的最大挖掘力.     

基于分数阶微积分的机械臂滑模控制的研究

针对机械臂这类非线性与不确定性的系统,将分数阶微积分理论与滑模控制策略的优点相互结合,提出一种有效的分数阶滑模控制方法。在控制器的设计过程中,分别以分数阶趋近律与分数阶滑模控制律两种手段将分数阶微积分引入到滑模控制中,并运用Lyapunov理论进行证明,从而确保系统的稳定性。将提出的控制方法应用于二关节机械臂上,使用MATLAB仿真软件进行仿真验证。结果表明,所提控制策略可有效提高关节的跟踪速度与跟踪精度,控制器具有良好的有效性和鲁棒性。     

基于位置控制的多自由度机械臂非线性比例-微分阻抗控制

机器人柔顺控制可以响应环境变化,但接触信息的延迟以及未知机器人系统的跟踪误差等问题均导致接触瞬间力矩超调严重。针对上述问题本文提出一种基于自适应位置控制的改进阻抗控制策略,实现快速、精确的位置跟踪,同时,提高力控制的响应速度和精度。本策略采用双环控制,外环在传统阻抗模型基础上引入非线性接触力微分项在保持系统稳定性的同时提高机器人对接触力变化的响应,有效降低接触力超调;内环为自适应滑模控制,并使用RBF神经网络逼近机器人动力学模型并补偿系统中不确定性扰动,提高了系统的鲁棒性,提高收敛速度并降低跟随误差。通过仿真与实验,验证了所提出的改进阻抗控制方法相比于传统的阻抗控制方法有更好的力控响应速度和位置跟踪精度,可有效解决机器人与环境接触瞬间的接触力超调问题。     

挖掘机提升控制系统故障诊断的改进模糊算法

研究矿山挖掘机提升控制系统的故障诊断方法对减少其故障和由此带来的巨大经济损失具有重要意义。笔者首次提出了针对复杂控制系统的基于功能的故障描述和故障整理方法,并将控制领域中的改进模糊算法引入到故障诊断领域,建立了WK－4挖掘机提升控制系统电压负反馈回路的改进模糊诊断模型,并与传统模糊诊断模型进行了比较,验证了改进模糊诊断模型的有效性和先进性。该方法可广泛应用于矿山挖掘机各种控制系统的故障诊断中。     

冗余度机器人机构动力学仿真的高效优化方法

本针对冗余度机器人机构满足最佳广义驱动力优化问题的动力学仿真方法进行研究。首先,引入广义杆及其质量特征量。将动力学方程中惯性系数矩阵和哥氏力离心力及重力项的计算转化为广义杆关节广义驱动力的计算;其次,引入ｌａｇｒａｎｇｉａｎ乘子,在动力学仿真算法中避免了矩阵的奇异值分解（ＳＶＤ）。本方法具有递推性强,计算效率高等特点,适合于冗余度机器人的实时控制。     

挖掘机润滑系统故障的分析与排除

介绍了WK-35挖掘机集中润滑系统工作原理及其控制方式,分析了该系统在运行过程中可能出现的故障,提出了处理方案．并得出了集中润滑系统与气路和电气系统是充分相关联的结论。     

挖掘机提升系统的动载荷计算

考虑到挖掘机提升系统多自由度模型下动载荷计算的复杂性,在设计初期,将提升系统的传动件如轴、齿轮和联轴节及结构件均视为刚性元件,只将提升钢丝绳视为弹性元件,并不考虑阻尼的影响,提出了将挖掘机提升系统的多自由度模型简化为二自由度模型.通过拉格朗日方程法对在堵转工况下斗杆垂直于动臂、斗杆全伸出位置进行计算,得出提升钢丝绳的动载荷系数,并与多自由度模型下求得的动载荷系数比较.结果表明,在初步设计中可用二自由度模型代替多自由度模型,达到简化计算的目的.     

新型码垛机械手的动态载荷计算与选型

以TH-l型码垛机械手为研究对象,提出了一种选择驱动元件的新方法.该方法将动态载荷计算结果作为选型的主要依据,通过对TH-l型码垛机械手进行动态载荷分析与计算,给出了将动态载荷作为主要选型依据的证明,并据此选择了驱动汽缸型号.应用实例表明,考虑动态载荷选择的驱动元件实现了码垛机械手的工作性能.     

基于主元回归模型的挖掘机液压系统故障诊断

为提高挖掘机液压系统的可靠性,提出了基于主元回归(Principal Component Regression,PCR)模型和模糊C-均值(Fuzzy C-Means,FCM)聚类的挖掘机液压系统故障诊断方法.故障诊断方法将故障诊断分成故障特征提取和故障分类两个部分.在故障特征提取中,首先确定PCR模型的输入/输出结构,通过主元分析(Principal ComponentAnalysis,PCA)的累积贡献率得到故障样本的主元数目,建立相应的PCR模型并提取回归系数作为故障特征;在故障分类中,将FCM聚类作为故障分类器,对回归系数进行分类,判断系统的故障状态.仿真试验表明,提出的故障诊断方法能有效地应用于挖掘机液压系统.