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关键词： 多自由度机械臂   连杆结构   关节结构   动力学模型   控制器   MGP模型  

摘要： 多自由度机械臂关节角度控制过程中,高精度的角度控制阈值无法准确界定,输出惯性误差较大,影响机械臂抓取过程的控制精度。为了提高多自由度机械臂的控制精度,设计一种针对多自由度机械臂抓取过程的关节角度智能控制方法。首先从连杆运动和关节运动两方面构建四自由度机械臂动力学模型。然后利用玛达尼推理法处理自适应滑膜控制器的模糊推理规则,根据机械臂的移动误差,通过自适应修正控制器的输出量,得到优化控制器。利用该控制器组建MGP模型,将机械臂的相关运动相关参数输入该模型中,即可实现对多自由度机械臂抓取过程关节角度的控制。实验结果表明,该方法对关节角度的控制性能好、机械臂运动轨迹的跟踪效果好,应用该方法后,机械臂对目标物体的抓取成功率最大值接近0.96,机械臂关节在执行抓取任务时的加速度变化存在周期性,数值基本保持在8 rad/s~2~10 rad/s~2之间,且该方法控制过程的鲁棒性较高。

关键词： 多自由度   分拣机械手   位置控制  

摘要： 机械手具有能不断重复工作和劳动的特点,由于其本身的结构刚度和接触刚度较低时,容易产生振动。为了获取良好的机械手位置控制结果,提出一种基于PLC的多自由度分拣机械手位置控制方法。分析多自由度分拣机械手的运动方式,通过Burg算法对机器人运动想象原始脑电数据滤波处理,提取和运动想象相关的频段。多自由度分拣机械手信号经过小波分解处理后获取小波系数,将其和运动想象频段两者相互对应的时域信息输入共空间模式,完成脑电信号的预处理和特征提取。将机器人运动想象任务转换为控制命令输入到PLC控制器中,使其可以驱动电机,同时利用传感器完成机械手位置控制。实验测试结果表明,所提方法控制机械手的真实轨迹跟踪与期望轨迹基本一致,跟踪轨迹的误差小,表明所提方法能够精准完成机械手的位置控制。

关键词： 管理者短视   二元创新   环境不确定性   管理自由度  

摘要： 在国家创新驱动高质量发展的战略目标背景下,二元创新是企业实现长远发展,维持经营绩效的重要战略选择。然而,作为企业战略决策人的管理者并非都具有长远的战略目光。选取我国A股上市公司作为研究对象,探讨管理者短视与企业二元创新间的关系,并对管理自由度和环境不确定性对其的调节效应进行了实证检验。研究发现,管理者短视显著抑制了企业的二元创新。其中管理自由度强化了管理者短视对企业二元创新的抑制作用,而环境不确定性弱化了管理者短视对企业二元创新的抑制作用。研究结果拓展了管理者短视与企业二元创新的相关关系,对企业高层次的管理人才的聘任以及企业的战略选择具有一定的现实启示意义。

关键词： 七自由度   自动化控制   不平衡振动   弹性变形模量   冗余机械臂   滑模控制器  

摘要： 与其他机械臂不同,空间七自由度冗余机械臂在工作时容易出现不平衡振动,为了提升机械臂工作的稳定性,提出一种空间七自由度冗余机械臂不平衡振动自动化控制技术。通过关联机械臂关节之间的柔性振动和刚性振动,得到机械臂的振动频率,根据空间冗余机械臂的臂杆弹性变形激发,计算出机械臂的加速度,利用机械臂在旋转时的边界条件,提取出空间冗余机械臂弹性变形模量。根据机械臂关节伺服系统的组成,构建空间冗余机械平衡方程。通过提取机械臂的振动信号特征,得到机械臂振动信号的核心振频和随机频率,在振动信号的约束条件下,计算空间冗余机械臂不平衡振动的控制量,通过决策指令,设计了滑模控制器,实现机械臂不平衡振动的自动化控制。实验结果表明,文中技术可以缩小机械臂的振动幅度,并将振动位移控制在1mm以内。

关键词： 波浪能   振荡浮子   多自由度   波浪爬升  

摘要： 增加振荡浮子式波浪能发电装置的自由度可以拓宽设备的捕获频带,从而有效地提高其捕获效率,但这也意味着浮子与波浪间的作用过程更加复杂,产生的波浪爬升等非线性现象不容忽视,严重时甚至会发生越浪从而降低浮子装置的使用寿命和效率.本文开展了规则波作用下多自由度浮子迎浪侧波浪爬升特性的物理模型试验,对单自由度运动和多自由度耦合运动的浮子上的波浪爬高进行了比较,以分析在有无动力输出装置(power take-off,PTO)阻尼条件下自由度之间的相互作用效应,并使用数值模拟分析耦合运动浮子周围的流场分布.结果显示,增加自由度可以导致没有PTO阻尼的浮子上的波浪爬高显著降低,有效降低越浪风险.对于有PTO阻尼的多自由度振荡浮子,增加垂荡方向上的PTO阻尼力对波浪爬升有很大影响.三自由度耦合运动浮子能更好地利用波浪能并具有更好的安全性.

关键词： 二自由度柔性机械臂   轨迹跟踪   IMFAPC   降低抖振  

摘要： 针对二自由度柔性机械臂轨迹跟踪误差大、易产生抖振问题,提出了一种改进无模型自适应预测控制(Improve Model-Free Adaptive Predictive Control, IMFAPC)方法。首先在控制律中增加了对误差变化率的限制,并对误差变化率的差分也进行了限制。其次,设计时变参数的估计与预测机制,引入I/O数据信息预测未来时刻系统控制输入,从而有效解决二自由度柔性机械臂轨迹跟踪过程易振荡和发散问题,明显提高了对目标轨迹的跟踪精度且有效降低了柔性臂的弹性抖振。最后,经过仿真和实验验证了本文所提方法的有效性。

关键词： 波浪能转换装置   双体点吸收装置   多自由度耦合   非线性模型   不规则波  

摘要： 提出一种新型双体波浪能转换装置,其主体由浮标和可调节质心的摆体构成。利用AQWA进行频域仿真,获取装置的水动力参数,建立含黏性项的多自由度耦合的时域模型,并将水动力参数代入模型,分别开展规则波、不规则波的仿真,研究质心位置、PTO(power take-off)阻尼对装置性能的影响,最终根据真实海况划分若干不规则波并分别开展仿真,研究装置在真实海况下的发电性能。结果表明,装置可通过调节配重位置在不同周期的波浪中高效发电,且装置在小波高情况下也可以有效利用波浪能量,具有持续的发电能力。

关键词： 变自由度   单回路   并联机构   拓扑设计   位置分析  

摘要： 特殊单回路机构通过一些特殊位置后会发生自由度变化,从而使其拓扑学、运动学/动力学性能发生变化,并适用于不同的应用背景。研究设计了一种由8个转动副(R)组成的单回路并联机构,它有3种运动模式,分别为2自由度、4自由度以及3自由度驱动,对应3个机构;然后,分析计算了3种运动模式下机构的方位特征集、自由度、耦合度3个主要拓扑特性,并分析了3种机构变拓扑结构的稳定性及可转变性;同时,对运动模式1、模式3下机构的位置正反解进行了分析。为基于这种变自由度单回路机构单元的可重构并联机构的研究提供了基础。

关键词： 微创手术   机械产品   结构设计   运动学仿真  

摘要： 为了改变传统微创手术器械结构较为复杂、上手难度高、操作不直观的缺陷,通过文献研究法与实证研究法相结合,研发了多自由度微创手术器械,实现了“手-钳运动”一致,给医生和患者带来更好的微创手术体验。

关键词： 欧拉-伯努利梁   弯曲内力   达朗贝尔原理   傅里叶级数  

摘要： 针对欧拉-伯努利直梁受简谐载荷作用下的弯曲振动问题,在得到响应后再次采用达朗贝尔原理,给出了一种新形式的弯曲振动内力解,该解直观显示了简谐力和惯性力对弯曲振动内力的贡献。基于傅里叶级数严格证明了其与教材中利用梁挠曲线近似微分方程和弯曲内力微分关系求出的内力完全等价,为加深理解及应用傅里叶级数、静力学理论、达朗贝尔原理和梁弯曲理论提供了一个综合性较高的案例,期望能助力提升基础力学教学效果。