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关键词： 并联稳定平台   障碍李雅普诺夫函数   容错控制   扰动观测器  

摘要： 针对具有不确定性和故障的三自由度并联稳定平台,提出一种基于障碍李雅普诺夫函数的反步容错控制方法。将模型不确定性、外部扰动和故障因素视为不确定性集合,通过固定时间扰动观测器对其进行实时估计,实现对控制器的补偿。通过引入障碍李雅普诺夫函数对系统状态进行约束,再结合反步法设计一种带有状态约束的容错控制器。通过稳定性理论证明该系统所有的闭环信号能够达到一致最终有界,仿真试验结果表明,该控制器能使平台在故障情况下保持稳定位姿,且能对不确定性集合进行快速、精确的估计以提升系统的稳定性。

关键词： 二自由度机械臂   网络远程控制   运动控制  

摘要： 文章设计了一种二自由度机械臂网络远程控制系统,该系统由当地机械臂系统和远程网络控制平台两部分构成。当地机械臂系统通过机械臂运动学模型实现对机械臂的运动控制;远程网络控制平台通过服务器端和客户端软件可以实现对机械臂的远程控制和监控。在系统开发过程中,设计了服务器端软件和客户端软件,完成了系统的功能实现和性能优化。该网络远程控制系统能够实现准确的机械臂运动控制,并具有良好的远程控制效果。

关键词： 曲线坐标系   连接体   隔离法  

摘要： 与滑轮有关的连接体问题是高中物理常见问题,处理这类问题往往采用隔离法.本文探讨了:沿连接物体的细绳建立曲线坐标系,将被连接的物体作为整体,规定顺时针或逆时针为正方向受力分析,利用相关物理规律即可快速解决问题.

关键词： 三自由度直升机   欠驱动系统   不确定性与干扰估计器   干扰抑制   时间尺度   轨迹跟踪  

摘要： 针对模型不确定且外部未知扰动影响显著的欠驱动三自由度(3-DOF)直升机,本文设计、分析并实验验证了一种基于不确定性与干扰估计器(UDE)的主动抗扰控制策略。具体地,针对该直升机平台动力学耦合严重且存在欠驱动特性等问题,基于全驱动系统控制思想,发展了一种基于反馈线性化的升降角和偏航角轨迹跟踪策略,同时实现了内部状态(俯仰角)的镇定;在内外环三通道虚拟控制中,进一步设计了一阶UDE,并联合UDE和标称控制,构建了可有效补偿三通道模型不确定和外部扰动的鲁棒控制方案。该方案较好应对了被控对象的欠驱动特性,控制信号连续且光滑,同时干扰补偿器还具有设计参数少、性能调节简单且清晰等优点。借助于奇异摄动理论,分析了闭环系统跟踪误差的收敛性、输入-状态稳定性、及UDE参数对误差最终界的影响规律,揭示了闭环控制系统潜在的多时间尺度属性。仿真和实验结果验证了干扰补偿的必要性,UDE的有效性和其调参的便捷性。

关键词： 定位方案   自由度   定位法线  

摘要： 以建立满足工序需求的工件定位点数量最少的定位布局为目标,以定位法线为介质,基于定位法线的工件定位的几何定理,推论出工件自由度与定位法线关系,获得自由度约束模型的定位法线信息;建立工件自由度数学模型,运用逻辑减运算法则建立工件各类型自由度之间关系,获得自由度模型的规划方案;根据规划方案中的定位法线信息,得出定位点初始布局。利用典型实例详细介绍了基于定位法线进行工件定位点布局规划的应用过程。该方法仅需自由度信息,规划过程简便,适用于各类工件,尤其是复杂工件的初步定位方案设计。

关键词： 固体火箭发动机   翻转平台   静力分析   有限元   振动试验   液压控制  

摘要： 目的 提出一种单自由度自动液压翻转平台,综合分析其力学特性,验证是否适用于固体火箭发动机振动试验换向过程。方法 根据液压设计理论,推导液压缸伸缩位移与翻转角度的数学关系,通过对翻转架进行静力学分析,确定翻转平台的极限受力位置,并解析受力与翻转角度之间的具体关系。针对极限受力位置的翻转架连同机架联合体,进行静应力分析,验证其稳定性。结果 翻转架处于初始水平位置时,液压缸承受最大压力,翻转角度为90°时,液压缸受拉轴向力出现最大值。翻转架的应力分布不均匀,应力最大值出现在其中部,最大应力值远小于许用应力,其强度满足应用要求。结论 翻转平台的力学性能满足设计和使用要求。另外,极限位置静力学受力分析和运动过程分析的结合评价方法,能够合理判定轴支撑翻转类机械装备的力学性能。

关键词： 外骨骼   结构设计   动力学建模   仿真分析  

摘要： 针对下肢受损、脑卒中等患者的康复训练,设计了一款多自由度可调节下肢康复外骨骼,利用丝杆机构代替传统腿部结构,并在腰部设有转动模块,能更好地实现人机协同。采用拉格朗日方法建立下肢外骨骼动力学模型,并计算了理论转矩;构建了下肢康复外骨骼模型,利用Ansys和Adams软件分别进行了有限元仿真和外骨骼运动学/动力学仿真。结果验证了结构设计的合理性,为后续下肢外骨骼制造与电动机选型提供了依据。

关键词： 高比例新能源电力系统   不确定性   等效惯量   概率评估   时序变化区间  

摘要： 风电、光伏新能源发电功率的不确定性给高比例新能源电力系统的等效惯量评估带来了新的挑战。基于确定性的惯量评估方法不能有效反映全分析时段高比例新能源电力系统惯量的时序变化态势。为了评估新能源波动所引起的系统惯量不确定性,该文提出了一种基于切片采样–马尔科夫链蒙特卡洛模拟(slice sample Markov chain Monte Carlo,S-MCMC)的系统等效惯量概率评估方法。首先,对高比例新能源电力系统惯量组成及特性进行了分析,并对同步旋转设备的有效机械惯量、风电光伏电源的有效虚拟惯量进行量化计算。然后,基于Copula函数建立风速和光照强度之间的相关性模型,利用S-MCMC对系统等效惯量进行概率评估,从而得到系统等效惯量时序变化区间。最后,以改进的IEEE 39节点系统进行仿真分析,验证了所提出方法及分析结果的有效性。

关键词： 接触刚度   数值积分   分配系数   赫兹接触   两自由度   接触阻尼   弹跳   分岔图  

摘要： 本文建立研究了一种两自由度赫兹接触弹跳碰撞振动系统模型,对其进行受力分析,列出方程并无量纲处理。选定参数使用Runge-Kutta法,对方程进行了数值积分,绘制了弹跳碰撞系统在一定的振动频率区间的分岔图、相图、庞加莱截面图,分析了其运动特征及分岔特性。同时研究了系统中弹跳间隙和接触刚度分配系数以及接触阻尼分配系数对系统运动特性的影响,发现为使系统运动稳定,弹跳间隙在合理范围内应取相对较大的值,接触刚度分配系数应取较小值,接触阻尼分配系数取较大值为宜。

关键词： 滑动轴承   磁力轴承   磁通量   自由度   磁极   参数设计   检测   解耦控制  

摘要： 磁轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间,实现定子与转子之间无机械接触的一种新型支承轴承,在飞轮储能领域具有非常广阔的应用前景。阐述了飞轮储能工作原理以及常见的4种磁轴承支承方式,根据偏置磁通产生方式、受控自由度数量、磁极数量对磁轴承结构进行分类介绍,并对磁轴承关键技术参数优化、无传感控制技术以及解耦控制技术进行综述,指出磁轴承关键技术的未来发展趋势是使用智能算法建立模型求最优解。