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关键词： 超声电机   多自由度   驱动机理   环形行波型定子   柱状夹心式定子  

摘要： 超声电机是一种以逆压电效应为驱动原理的新型特种电机,具有结构简单、响应快速、定位精度好、可直接驱动等诸多优点。多自由度超声电机是一种重要的类型和研究热点,可实现空间中的多维运动和驱动输出,在微摄像机镜头、机器人关节、生物医学等领域具有显著的应用优势。本文从两类结构形式的定子进行分类,对国内外多自由度超声电机的研究进展进行总结和归纳,重点概述两类不同多自由度超声电机的结构优化、输出特性和应用方面等相关研究成果,为其进一步研究提供参考。

关键词： 康复机器人   平滑运动   轨迹优化   目标任务  

摘要： 目的:针对下肢康复机器人周期衔接不够平滑的问题,本文提出面向两自由度(2-DOF)下肢康复训练机器人在不同康复训练任务目标下的平滑运动轨迹优化方法。方法:首先针对自研的下肢康复机器人建立了2-DOF运动学模型,然后根据不同康复训练任务目标选用傅里叶法与特征点正弦法对求解的关节运动轨迹进行优化。结果:基于傅里叶拟合法的轨迹优化方法获得的关节训练活动度与速度相对较小,而基于特征点正弦拟合法的轨迹优化方法获得的关节训练活动度与速度相对较大。结论:提出的两种基于傅里叶拟合与基于特征点正弦拟合对角度—时间曲线的优化方法均能够使机器人轨迹与运动特征发生改变,并有效地应对康复机器人在周期衔接时的加速度突变问题,使下肢康复机器人的运行更加平稳,在临床康复训练过程对于不同训练任务的患者可采用不同的轨迹优化方法。

关键词： 机械臂   RRT*   路径规划   避障  

摘要： 针对传统的快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree,RRT*)算法应用于高维空间冗余机械臂路径规划时存在过多无用节点和无效节点而导致规划失败等问题,提出一种改进的节点控制快速扩展随机树(nodes-controlled RRT*,N-RRT*)算法。首先,提出随机树节点扩展控制策略,改善了随机树节点扩展的盲目性,同时减少了无用节点的生成;然后,针对随机树在扩展时可能产生无效节点的问题,提出随机树节点扩展能力检测策略,减少了无效节点的生成。最后,采用MATLAB软件进行了多障碍静态避障路径规划仿真实验,结果表明,与基本RRT*算法相比,N-RRT*算法可减少规划时间和障碍节点,并能提高规划成功率,为机械臂路径规划提供了一个新的研究思路。

关键词： 悬架K&C试验   二自由度线性模型   不足转向度   汽车操纵稳定性   横摆角速度  

摘要： 横摆角速度是影响操纵稳定性的重要因素。在汽车行驶过程中,给其施加角阶跃输入,分析横摆角速度响应是评价汽车操纵稳定性的重要方法。文章简化汽车模型,利用牛顿第二定律建立经典二自由度线性模型及引入K&C参数的数学模型。输入整车参数、K&C试验参数,将两模型MATLAB横摆角速度响应结果与Carsim仿真结果进行对比,验证模型的可靠性,可利用二自由度模型快速获取车辆操纵稳定性的大致情况。

关键词： 总段调姿   液压系统   低应力控制   运动规划  

摘要： 针对液压小车在执行部分指令时球头可能会发生滑移,且现场制定的调姿指令存在局部受力不合理的问题,设计一套具备三自由度油缸协同运动能力的液压系统。对常见调姿工况进行了有限元分析,在此基础上提出保证总段低应力状态的调姿指令计算准则及具体计算方法,最终通过实验验证了该液压系统和相应调姿控制算法的可行性。

关键词： 七自由度模型   随机路面输入模型   PID-LQR控制   PID Tuner   遗传算法  

摘要： 建立七自由度模型,PID控制理论和LQR控制理论相互结合,设计了PID-LQR控制器,对车身垂直加速度、悬架动行程、轮胎动位移、俯仰角加速度和侧倾角加速度进行优化控制.利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,利用遗传算法优化各项性能指标权重,使用PID参数整定工具箱PID Tuner整定PID参数.为了突出PID-LQR控制的效果,加入被动悬架和采用LQR控制的半主动悬架进行对比,仿真结果表明,采用PID-LQR控制后,相比于被动悬架和采用LQR控制后的半主动悬架,PID-LQR控制方法控制效果显著,各项性能指标有不同程度优化.

关键词： 力系简化   神经网络   过驱动系统   控制分配  

摘要： 针对过驱动系统的控制分配问题,该文提出直接利用神经网络实现最优控制分配。首先,结合空间力系简化原理以及自编码器训练方法,提出力系简化神经网络结构;然后,利用双循环训练流程和均匀分布随机生成数据集训练神经网络;最后,基于单刚体控制分配任务验证方法可行性。在实验部分,总结出适用于控制分配任务的损失函数和学习率更新方法,并得到神经网络模型。悬浮控制实验和轨迹跟踪控制实验证明训练得到的神经网络模型可用于过驱动系统的控制分配,并且相比二次规划,不存在偏见,同时能减少40%多余控制量。

关键词： 空气弹簧   检测装备   机车车辆   检验站   综合性能试验台   高低温   六自由度   自主化  

摘要： 我国首个完全自主研制的空气弹簧六自由度高低温综合性能试验台,在中铁检验认证中心有限公司(CRCC)机车车辆检验站正式启用。试验台取得的技术成果,进一步填补了空气弹簧国产化检测装备应用领域的空白,标志着我国空气弹簧自主化检测技术迈上新台阶。

关键词： 主动磁悬浮轴承   转子圆度误差   特征方程   PID参数  

摘要： 主动磁悬浮轴承(Active Magnetic Bearing, AMB)对转子的加工精度要求很高,圆度误差是转子加工中常见的误差,但是前人的工作中关于圆度误差影响的研究很少。建立了四自由度AMB的数学模型,分析了圆度误差对力-电流系数和力-位移系数的影响,推导了四自由度AMB的闭环特征方程。通过闭环特征方程的性质,分析了圆度误差对四自由度AMB稳定性的影响,通过仿真和实验验证了上述分析的正确性。研究结果表明,过大的圆度误差会使四自由度AMB系统不稳定,但通过选取合适的PID参数能够使系统恢复稳定。

关键词： 机载激光雷达   点云数据   偏度特征   数据分类   SVM分类器  

摘要： 机载激光雷达获得的点云具有密度低、分布不均匀、分支结构不清晰等特点,其动态扫描过程的数据特征动态偏差很小,无法提取有效的数据去噪特征;为此提出偏度特征约束下的机载激光雷达点云数据实时分类方法;该方法将扫描获取的点云大容量实时数据引入在正态分布中,利用衡量对称性正态分布的关键度量偏度特征作为动态特征分界约束,完成数据滤波;提取机载激光雷达点云特征,从中选取优质特征,以此构建SVM分类器;点云大容量数据训练结果即为最终的分类结果;实验结果表明,所提方法对不同类别的机载激光雷达点云数据分类的准确性与效率较高。