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关键词： 锂离子电池   晶格   电荷   轨道   自旋   透射电子显微学  

摘要： 不断增长和日益多元化的社会需求,对当前商用锂离子电池在能量密度、使用寿命、安全性、成本等方面提出了更高的要求。实验表征手段的发展推动构效关系在晶格、电荷、轨道、自旋四个基本自由度得以深入阐释,并促进推动了锂离子电池电极材料的性能改良。本文主要围绕晶格自由度相关的氧空位、表面、相界面等结构特性,以及多自由度耦合的O氧化还原、Jahn⁃Teller畸变和超交换相互作用等反应机制,对电极材料构效关系的前沿研究展开讨论,并展望了基本自由度下的透射电子显微学研究发展方向。

关键词： 并联机构   坐标测量机   测量精度   自由度   运动学  

摘要： 并联机构具有刚度大、承载力强、动力性能好、支链间误差平均效应等优势,在机器人、机床、微动器件等领域得到了广泛应用。然而,传统直角式坐标测量机和关节式坐标测量机采用串联结构,存在误差累积的固有缺陷。鉴于并联机构具有的互补优势,近二十年来并联坐标测量机得到了快速的发展。结合国内外技术现状和团队的研究成果,对并联坐标测量机机构学、运动学、动力学、机构性能和控制策略等方面进行了系统的回顾和分析,总结了目前并联坐标测量机研究中存在的主要问题,提出了进一步的解决方法与思路,并展望了未来的发展趋势。

关键词： 施工机器人   自由度   机械手   移动平台  

摘要： 当前,建筑业面临成本增加、劳动力短缺等问题,自动化机器人的引入是解决该问题的有效途径。本文引入一种新型建筑工程施工机器人,其集成高自由度的机械手和移动平台,并辅以传感器和智能技术,实现了建筑材料的自动安装。应用结果表明,该机器人能显著提高施工效率和安全性,对推动建筑行业现代化和自动化具有重要意义。

关键词： 离散时间有理近似函数   多自由度   参数识别   稳定性   精度  

摘要： 离散时间有理近似函数是将半无限土频响函数转化为时域模型的重要工具,离散时间有理近似函数和时域模型具有相同的稳定性和精度。目前关于离散时间有理近似函数的研究只针对于单自由度系统。该文基于线性控制理论,给出了多自由度有理近似系统的稳定条件。将稳定性条件与遗传-序列二次算法相结合,开发了多自由度频响函数参数辨识方法,保证了多自由度系统的稳定性和精度。不同维度的多自由度有理近似系统的数值仿真验证了该文方法可以保证多自由度有理近似系统的稳定性和精度。

关键词： 六自由度串联机械臂   改进型函数   抗干扰   改进型ADRC  

摘要： 针对六自由度串联机械臂在控制中存在的耦合和扰动等问题,本文提出一种基于改进型ADRC的六自由度串联机械臂控制策略。首先,建立六自由度串联机械臂的力矩电机的数学模型;其次,设计一种新型非线性函数,改进扩张状态观测器和非线性状态误差反馈,提高系统的控制性能;最后,对搭建的模型进行仿真实验。实验结果表明,与传统的自抗扰控制器相比,改进型ADRC控制器能更准确地估计未知扰动,有效地提高系统的响应速度和稳定性。

关键词： 六自由度平台   补偿技术   仿真模型   PID控制  

摘要： 研究六自由度平台系统仿真是基于实际需求,基于一型六自由度平台,对六自由度平台6个油缸控制系统及液压系统进行分析、计算和设计,确认其油缸及液压系统元件参数,应用仿真软件Amesim建立起重机仿真模型,对控制系统及液压系统联合仿真。分析其运动跟随、响应速度等,为以后六自由度平台的伺服阀及蓄能器补偿选型提供理论依据。最终提供一种能补偿风浪、洋流等复杂海洋环境造成的复杂运动的具有补偿技术能力的六自由度平台,保证海上人员转运、海上补给和精密设备转运等的安全性。

关键词： 逻辑Bell态   Bell态测量   光子多自由度   量子通信  

摘要： 量子逻辑编码是提高量子系统抗噪声能力的一种有效方法.相较于单自由度多光子逻辑编码方式,单光子多个自由度的逻辑编码方式更为简洁且能够节约光子资源.本文利用线性光学元件提出了两种光子动量-偏振两自由度逻辑Bell态测量方案:辅助W态的逻辑Bell态测量方案和自辅助逻辑Bell态测量方案.在第一个方案中,通过辅助四光子W态对两光子的两个自由度同时进行宇称测量,并根据光子探测器的响应情况得到偶宇称逻辑Bell态的测量结果,成功率为12.5%.在第二个方案中,利用简单的线性光学元件和光子探测器能够从四个逻辑Bell态中完全区分出两个偶宇称逻辑Bell态,且成功率提高为50%.相较于非线性光学方案,这两种基于线性光学的逻辑Bell态测量方案更加容易实验实现,因此在量子通信中有非常重要的应用.

关键词： 磁浮系统   稳定性   时滞   反馈控制   Hopf分岔  

摘要： 为研究控制器时滞对磁浮列车悬浮系统稳定性的影响,首先,以位移-速度为反馈控制参数,建立考虑控制器时滞的二自由度磁浮列车悬浮系统模型;其次,通过Routh-Hurwitz稳定性判据得到无时滞系统的稳定性区域,同时,依据特征根穿越虚轴边界条件,获得系统发生Hopf分岔的控制器时滞临界值;最后,分析反馈控制参数及系统参数与控制器时滞临界值的关系.研究结果表明:当系统参数一定时,控制器时滞临界值随位移控制增益的增大而减小,随速度控制增益的增大先增大后减小;当反馈控制参数一定时,控制器时滞临界值随二系刚度的增大而减小,随二系阻尼的增大而增大;当系统时滞以10^(−6)数量级在时滞临界值附近渐渐增大时,系统会从稳定—周期运动—不稳定逐渐变化,期间发生超临界Hopf分岔.

关键词： 平面并联机器人   虚功原理   滑模控制   轨迹跟踪  

摘要： 为了提高并联机器人在有干扰或者模型不确定情况下的工作性能,本文设计了一种模糊自适应滑模控制方法,并将其应用于平面3-PRR并联机器人的轨迹跟踪控制中。首先,采用解析法对机器人进行了运动学分析,并基于虚功原理法建立了其动力学模型;其次,改进了滑模趋近率以提高误差收敛速度,同时利用滑模变量设计了模糊控制器,动态调节滑模控制自适应项的增益,以消除抖振并提高控制精度。最后利用Simulink对同一轨迹进行了仿真实验,并应用不同的控制方法进行了比较。仿真结果表明,所提控制方法在不同的干扰下,轨迹跟踪误差更小,抗干扰能力更强,对于三自由度平面并联机器人的位置控制非常有效。

关键词： 直角坐标   机器人轨迹   自适应分段   NURBS   曲线插补算法   进给速度  

摘要： 为了提升直角坐标机器人轨迹的分段精度,提出了一种直角坐标机器人轨迹自适应分段NURBS曲线插补算法。基于NURBSS曲线自适应速度调整原理,通过加减速区域分析和分段预处理,找出曲线上的曲率极大值,分辨这些点是否为速度敏感点,并通过前瞻处理,逆向插补每个速度敏感点,规划敏感区的进给速度,使各个轴的加减速限制与弓高误差可同时得到满足,并确定减速点位置,实时插补处理根据进给速度与当前插补点的位置,计算下一插补点的位置,实现实时插补。实验表明:该算法具有较高的分段精度与分段效率;可满足分段加减速的要求;速度波动率最低且始终在给定的速度范围内,能够良好地控制进给速度;前瞻处理后插补速度减速效果较好;插补计算耗时仅为0.6/ms。