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关键词： 非线性系统   数据驱动   系统建模   响应预测  

摘要： 由于工程系统的复杂性和参数不确定性,利用力学原理建立的动力学控制方程常难以满足精度需求。基于数据驱动的系统建模和响应预测,利用动力学状态方程的数值解模拟实验中测得的不同外激励下的系统响应,并用于训练神经网络,构建包含训练数据间已知关系的损失函数以提高模型精度,得到表达系统状态关系的数据模型。将该神经网络模型纳入常微分方程求解器,可预测系统在不同激励下的响应,并获得幅频响应关系。将建模方法分别应用于含立方型和间隙型非线性的弹簧质量系统,计算结果表明,可根据响应数据建立准确的数据模型,并获得非线性系统主共振时的滞后和跳跃响应。研究还表明,训练数据越多、数据覆盖状态越完整,数据模型精度越好,且预测响应的误差越小。

关键词： 积分制管理   PDCA循环   健康管理   医疗质量   管理模式  

摘要： 健康管理工作涉及检前服务、健康体检、检后随访、教学科研等多项内容,工作繁琐,内容不一,如何设定考核准则,保证工作质量,达到科室同质化标准,成为了工作中的重点和难点。本文以中南大学湘雅三医院健康管理中心实施的积分制管理与PDCA循环相结合的模式为例,以科室发展战略目标为依据,建立积分制管理框架和评价标准,通过PDCA循环促使积分制管理不断完善,充分发挥两者的优势并且相互促进,有效提升总体医疗水平,促使科室长期健康稳定发展。并进一步探讨将其应用于医疗质量管理中的实施要点和效果,以期为相关机构建立高效、合理地质量管理模式提供参考。

关键词： 虚位移原理   虚位移   质点系   内力虚功   充要条件  

摘要： 虚位移原理是重要的力学基本原理之一,从理论力学(包括分析力学)到结构力学、弹性力学等课程都有应用。但从文献来看,关于虚位移原理的表述和理解目前似还存在一些值得探讨的地方,与其对应的有关概念也还有待深化理解。笔者分析了一些相关文献中的内容,针对虚位移原理表述、虚位移概念、内力虚功概念、虚位移原理充分性证明中的条件、虚位移原理与虚功原理的关系等问题,给出笔者的若干认识,希望有助于深化对虚位移原理若干基本概念的理解。

关键词： 机械臂   Arduino   舵机  

摘要： 随着控制技术的不断改进,机械臂的应用越来越广泛。文章设计了一种基于Arduino的四自由度机械臂,使用Arduino作为系统主控模块,结合舵机驱动模块、按键模块和金属机械臂搭建硬件系统,并使用专门的IDE软件完成软件设计。最终可以通过8个按键对金属机械臂进行快捷控制,从而实现机械臂对物体进行抓取的功能。

关键词： 机械臂   路径规划   Biased-RRT修正算法   父节点重选   样条插值  

摘要： 为解决复杂环境下六自由度机械臂的路径规划问题,提出一种基于采样规则目标导向设计、父节点重选的Biased-RRT修正算法.该算法在原目标偏置策略的基础上对随机采样点的选取规则进行重新设定,引导算法搜索树在尽可能向目标区域扩展的同时有效避开复杂障碍物.在节点扩展方面,依据新节点距离目标点的远近采用变步长扩展方式,即在距离远时选用大步长,加快搜索树扩展;进入目标区域后选用小步长,防止节点扩展陷入局部死循环.在路径优化方面,本算法通过引入基于路径代价最小的重选父节点操作及多余路径节点剔除操作,使规划出的路径相对优化.最后,利用3次样条插值技术为机械臂各关节规划出一条光滑、连续且无障的运动曲线.仿真结果表明,本算法可有效缩短路径规划时间、减少路径长度,较好地完成了复杂环境下六自由度机械臂的预期路径规划任务.

关键词： 多自由度机器人   轨迹精度误差模型   误差补偿  

摘要： 为了研究多自由度机器人各类误差对轨迹精度的影响,分析其各误差来源和作用表现,建立起轨迹精度数学模型。通过空间几何求解及理论仿真对轨迹偏差模型进行验证,在预设轨迹的基础上,通过改进的最小二乘算法对误差模型各参数进行综合辨识。本文对典型多自由度机器人SR4C型六轴机器人开展研究,选取空间直线与圆弧作为预设轨迹。通过误差模型参数修正后机器人轨迹精度的变化对实验结果进行判别。结果表明,补偿后直线轨迹误差明显下降,圆弧轨迹精度有较大提高,验证了该模型具有较高可靠性。

关键词： 波浪能   三自由度波浪能捕获装置   水槽实验  

摘要： 海洋波浪能是一种储量丰富的清洁能源,开发利用波浪能给海洋装备供电前景广阔。以小型直驱式三自由度波浪能捕获装备为研究对象,对不同周期来波和不同转动中心位置组合工况下的俘获宽度比进行了研究。首先建立了装置捕获波浪能并转换为电能的频域和时域动力学模型,探明了转动中心变化会对装置的回转刚度和所受到的波浪激振力造成改变,影响其动态响应。进而以理论模型为基础,对不同工况下装置的电压输出进行了数值计算。最后,试制了1:12.5小比例样机,并在循环水槽中进行实验,计算和实验结果表明,转动中心的改变几乎不影响垂荡方向的电压输出幅值,但能改变纵摇方向的固有频率。装置的俘获宽度比在T=1 s,d=-5.0cm时达到最高,约为28%。

关键词： 多电平逆变器   功率均衡   自由度   均衡时间   谐波性能  

摘要： 传统同向载波层叠(in-phase disposition,IPD)调制法在应用于CHB型多电平逆变器时虽具有优秀的消谐性能,但存在级联单元功率不均衡问题。为了解决功率均衡问题,并兼顾线电压的消谐性能,在IPD法的基础上深入分析了载波自由度控制原理,进而利用控制载波自由度以重新分配级联单元输出电压的思想,提出一种新型功率均衡调制方法。该方法在IPD法的载波基础上控制载波在不同载波层进行新的周期轮换,可于一个较短的载波轮换周期内实现级联单元的功率均衡,既保留了IPD法的线电压消谐性能,又在实现各级联单元功率均衡的前提下,减少了功率均衡所需时间。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提方法的可行性。

关键词： 协作机器人   微分变换   参数辨识   改进Lavenberg-Marquardt算法  

摘要： 针对六自由度协作机器人绝对定位精度低的问题,在忽略二阶以上微分误差项条件下,推导出基于微分变换的线性误差模型,并设计了改进的迭代Lavenberg-Marquardt算法求解运动学参数。采用激光跟踪仪对机器人进行现场标定试验,实验表明协作机器人的最大位置误差由0.7726mm降低到0.4415mm。结果表明该标定方法较传统标定方法标定精度更高,具有可行性。

关键词： RPU-SPR-SPU并联机构   变异机构   虚拟关节法   静刚度   有限元  

摘要： 为解决Exechon机器人装配要求高、存在冗余约束而导致制造成本过高的问题,基于Exechon机床的并联部分设计其变异机构RPU-SPR-SPU(R-转动副、P-移动副、U-虎克铰、S-球副).应用螺旋理论计算新机构的自由度,采用矢量法求机构位置反解.考虑到新机构与原机构相比,刚度可能会有所降低,采用虚拟关节法求出机构刚度的数学模型,并且与有限元静力学分析的结果进行对比,验证公式的正确性.根据运动学反解在固定的工作平面上求出刚度分布情况,分析机构位型对刚度的影响.研究结果表明:RPU-SPR-SPU机构具有无冗余约束、装配简单等优点,刚度特性良好.