隧道凿岩机器人的车体定位方法

讨论了国内自行研制的隧道凿岩机器人利用安装在隧道上的激光,使钻壁上的两个激光靶与激光过难,采集各关节传感器的值并做数据处理,能得到精确的车体到隧道断面的坐标变换矩阵,实现车体的精确定位,同时根据推导公式的特性,介绍了一种简单的定位方法。     

基于RBF网络和ARX模型的液压系统故障诊断方法

提出了基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)网络和有源自回归(Auto-Regressive with Extra Inputs,ARX)模型的液压系统的故障诊断方法.作为一种性能优越的网络分类器,RBF网络比传统的反向传播(Back Propagation,BP)网络表现出更好的分类效果,非常适合于故障特征识别.故障诊断方法首先针对目标故障状态建立 ARX模型,提取 ARX 模型的自回归系数作为故障特征向量.然后将故障特征向量作为RBF网络训练样本,建立RBF网络故障分类器,进一步根据RBF网络的输出结果来判断故障的类型.通过建立挖掘机铲斗部分液压系统仿真模型,验证了于基于RBF网络和 ARX 模型的故障诊断方法的有效性.     

基于ARMAX模型的挖掘机液压系统故障检测

根据挖掘机的可靠性水平和智能化程度,提出了一种基于ARMAX(Auto-Regressive Moving Average Exogenous)模型的挖掘机液压系统故障检测方法.使用系统正常状态下的信号样本建立系统的ARMAX辨识模型,通过休哈特控制图分析ARMAX辨识模型的输出残差,以获取故障检测的阈值;然后,将系统故障状态下的信号样本代入ARMAX辨识模型,当模型残差超过阈值,即能判定系统发生故障.实验分析表明,基于ARMAX模型的故障检测方法够有效地检测挖掘机液压系统产生的故障.图3,参10.     

挖掘机激光高程定位方法

为实现挖掘机的三维空间定位,在安装工作装置各关节角度传感器的基础上,又安装平台回转角度检测装置和平台倾角传感器,并在斗杆上安装激光接收仪用于检测地面激光发射器发射的水平激光相对于接收仪零位的高度。建立挖掘机的运动学模型,推导车体相对于大地的坐标变换矩阵,即完成三维空间的车体定位,并得到常用而简单的车体高程定位公式。然后,推导该定位车体位姿下铲斗坐标系相对于大地的坐标变换矩阵,导出挖掘深度定位公式,实现了挖掘机挖掘轨迹的三维空间定位,为实现挖掘机的三维空间轨迹精确控制与挖掘深度控制打下了基础。     

两臂隧道凿岩机器人孔序动态规划

隧道凿机器人是一种典型的基于个体的多臂多关节机器人系统,对各关节运动方向进行取值（同向为1,异向为0）并对其进行一定的处理,以建立遗传算法的适应度函数,在应用遗传算法规划单臂凿岩机器人工作任务的基础上,对单臂任务序列运用一种循环移位的方法,对单臂工作序列采取截取、移位使两臂凿岩机器人不存在彼此相互干涉的工作任务,同时能动态地2高速两臂均能共同工作到的区间内任务来平衡各臂的工作任务,以实现最大的工作效率。     

双三角钻臂直接定位自适应预测控制

针对复杂非线性系统控制中闭环预测存在的缺陷,提出了一种适合于一般非线性系统的非齐次时变线性模型,给出并证明了其存在性定理,推出了基于该类模型的自适应预测控制算法;引入直角坐标系和斜角坐标系来描述双三角钻臂的结构和运动特性,通过坐标变换,根据给定的钻臂目标运行轨迹对各液压缸的运行速度作出决策,采用自适应预测控制策略控制其运行速度;在原有双臂凿岩台车的基础上研制了一套完整的凿岩台车两级计算机控制系统,应用上述方法实现了双三角钻臂轨迹跟踪直接定位控制.     

大型水轮机叶形现场检测机械臂运动学分析

针对混流式水轮机叶片复杂的空间型面及叶片间的狭窄间距,设计了结构新颖的5个自由度水轮机叶形现场检测机械臂,并介绍了其主要结构特点及工作原理;采用Denavit Hartenberg法建立了该多关节机械臂完整的运动学模型,并给出了在2种实际工作状态即θ=-θ3和θ2≠-θ3时的运动学逆问题解.研究结果表明:此新型结构能够满足水轮机叶片现场检测的特殊要求,并使得控制简单、操作方便.该运动学模型的逆解完备,利于动力学及相关控制的进一步研究.     

基于偏最小二乘回归的挖掘机液压系统故障诊断

为了提高挖掘机液压系统的可靠性水平,提出了一种针对挖掘机液压系统的偏最小二乘回归(PLSR)故障诊断方法,其原理是:首先使用非线性迭代偏最小二乘(NIPALS)算法分析系统正常状态下的样本,选择累积方差最大的PLS成分数目,建立输出变量关于输入变量间的PLSR辨识模型;然后,将系统故障状态下的样本代入PLSR辨识模型,运用广义似然比(GLR)检验对模型残差进行假设检验,判断系统的故障状态。实验结果表明,采用基于PLSR的故障诊断方法能准确地诊断出所有系统故障,能有效地应用于挖掘机液压系统的故障诊断。