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关键词： 零力控制   动力学模型   动态摩擦模型   并联机器人   拖动示教  

摘要： 针对6-RUS并联机器人的拖动示教零力控制问题,提出基于广义坐标形式动力学模型的解决方法。首先,引入动态摩擦模型,建立广义坐标形式的动力学模型;利用全局区域法获取电机在工作空间某位置的实际输出转矩,并采用Savitzky-Golay(SG)算法平滑噪声,分析机构自身噪声对转矩数据的影响。然后,结合6-RUS并联机器人动力学方程构建电机的期望输出转矩,补偿电机的期望转矩与实际转矩之间的误差,实时跟踪电机转矩实现零力控制。最后,在6-RUS并联机器人平台上进行实验。结果表明,在不同负载情况下,电机的预测与实际输出转矩之间误差均在8.25%以下;在完成相同示教过程中,本文方法所需的末端力矩仅为2.2 N·m,而基于重力矩与摩擦力矩补偿的零力控制方法为3.4 N·m,验证了本文零力控制法的有效性。与传统零力控制方法相比,该方法简化了动力学建模步骤,提高了构建期望电机转矩的效率,解决了机器人静止、启动、运动反向阶段期望电机转矩预测不精确的问题,同时实时补偿了转矩误差,使得机器人获得更好的拖动效果。

关键词： 机器人   运动学   奇异性   分析  

摘要： 建立六自由度机器人的运动学模型,基于矩阵理论分析六自由度机器人的机构特点,比较六自由度机器人的正向运动学算法和逆向运动学算法,进行奇异性分析,并进行工程实例验证。

关键词： 船舶水动力   运动参数发生器   线加速度   角速度  

摘要： 针对传统轨迹发生器生成的轨迹和运动参数不符合实船特性问题,依据分离式结构模型六自由度船舶运动方程,分析不同运动状态的船体、桨、舵的水动力和力矩,推导静水条件下六自由度线加速度和角速度(a&ω)模型;提出以档位固联转速建立纵向线加速度的二阶模型,用二阶系统的阻尼比和自然频率表示档位切换时船舶的加、减速性能;采取极大似然估计的递推算法辨识模型中的未知参数;基于某船的实测数据,验证该运动参数发生器的有效性,并评估仿真准确度。仿真结果表明,该发生器能够生成线加速度、角速度、姿态、速度、位置共计15维运动参数,且各运动参数的准确度在95%以上。

关键词： 水下2自由度云台   高精度控制   模糊PI控制   鲁棒性  

摘要： 为了克服波浪冲击力、水阻力等因素对水下云台系统稳定性和控制精度的影响,设计了水下2自由度云台系统,并进行高精度控制方法研究。针对系统设计问题,依据云台使用工况和国内外产品性能确定相关指标参数,设计云台的三维结构,建立数学模型。为了提高系统稳定性和控制精度,提出1种采用双闭环控制系统和制动器构建的模糊比例积分(PI)控制方法。结果表明:模糊PI控制方法实现云台定位模式控制;双闭环控制系统和制动器提高了反馈精度和控制精度;在静水和水流扰动的2种工况下,云台的控制精度均优于±0.05°,输出角度无超调现象,具有较好的鲁棒性。

关键词： 柱面共形阵列   互耦误差   自校正   互耦自由度  

摘要： 在互耦自由度未知条件下给出了柱面共形阵列多参数联合估计算法。针对柱面共形阵列中多参数相互耦合的难题,首先通过阵列结构设计,利用柱面共形载体单曲率特点,构建ESPRIT子阵,基于一维搜索与ESPRIT算法,实现了互耦自由度和信源俯仰角的估计;在此基础上,结合秩损理论和互耦矩阵的Toeplitz性质,估计出信源的方位角,并对可能出现的方位角模糊进行了分析,给出解模糊方法;最后利用时域ESPRIT算法,完成了极化状态和互耦系数的联合估计。该算法不需要任何互耦和极化的先验信息,也无需参数配对,估计精度高、分辨力强。计算机Monte-Carlo仿真验证了所提算法的有效性。

关键词： 制度约束   社会规范   生活垃圾分类   行为与意愿悖离   外部性  

摘要： 现实中一些农村居民具有生活垃圾分类意愿,行为却与之悖离,阻碍农村生活垃圾分类治理进程。基于外部性理论,从制度约束与社会规范两个维度,构建了农村居民生活垃圾分类行为与意愿悖离的经济学分析框架,并利用太湖流域调研数据进行实证检验,进一步分析个体感知与邻里关系的中介作用,最后讨论了农村居民生活垃圾分类的异质性问题。结果表明:1)制度约束、社会规范均可以降低农村居民生活垃圾分类行为与意愿悖离的可能性,但制度约束的效果优于社会规范。2)从影响路径看,个体感知并未发挥中介作用,而邻里关系存在部分中介效应。3)异质性分析发现制度约束与社会规范对不同年龄、学历的农村居民影响不同。文中研究为优化农村生活垃圾分类治理策略提供理论依据与实践参考。

关键词： 代点作差   代点相除   定点   定值  

摘要： 设点法是解决圆锥曲线问题的一种重要方法,其基本思路是先设出相关点的坐标,将题设条件与所求目标用坐标表示出来,再通过代数变形寻求两者之间的联系。其中变形寻求坐标关系是解决这类问题的难点。

关键词： 采摘机械臂   振动控制   自适应动力数学模型   滑模控制器  

摘要： 针对机器人末端柔性负载的残余振动问题,提出了一种多自由度采摘机械臂振动的滑模控制方法。考虑到组成结构、运动原理、动力方式等因素,构建了多自由度采摘机械臂数学模型。获取采摘机械臂的振动信号,并对其进行特征分析,计算机械臂振动控制量,生成采摘机械臂全局滑模面,设计了具有自动调节系数的滑膜控制器。对比实验显示,优化后的滑膜控制器由于工作时机械臂的运动参数会根据采摘任务产生动态变化,机械臂振动幅值明显减小,振动频率下降,而且能够消除轮廓误差,振动抑制效果明显,能够适合采摘需要。

关键词： 众源空间数据   行人路网   连通性分析   公共交通转换   城市规划  

摘要： 现有行人路网连通性研究主要从机动车路网角度出发,忽略了包含人行道、人行横道以及公共交通站点布设对行人路网连通性的影响。该文提出一种顾及公共交通转换自由度的行人路网连通性评价模型,并以成都市中心城区为例,对区域内行人路网连通性进行了评价和分析。研究结果表明:①成都市中心城区行人路网连通性呈现圈层式变化格局,公共交通明显降低了路网连通性的两极分化,显著提升了三环内及沿线区域行人步行便利性;②武侯区和金牛区的行人路网连通性高于成华区、锦江区和青羊区,行人路网整体呈现出“西南高、东北低”的空间分布格局;③在考虑公共交通转换因素后,不同街区行人路网连通性差异缩小,需要进一步优化边缘地区行人路网与公共交通的空间布局。

关键词： 精密测量   外差干涉测量   双频激光干涉   微重力   惯性传感   六自由度  

摘要： 鉴于通过测量高精度的位移数据可以获得高精度的微重力加速度数据,进而服务于多种空间科学载荷的研究任务,提出了一种基于三组正交对称角锥棱镜的双频光路,利用外差干涉测量技术实现空间惯性质量块的六自由度位移和角度测量的方法。通过光路矢量分析建立了实际角锥棱镜的光路模型,考虑质量块在运动过程中带来的附加光程差,推导了各测量光路的光程变化与质量块六自由度位姿的函数关系。为了克服小角度近似法精度不高的缺陷,提出了利用数值计算法解耦姿态角进而获得相对位移的位姿解算算法。利用空间在轨位姿数据和随机位姿数据进行系统仿真。仿真结果表明:数值计算的位移误差小于0.02 fm,且该方法的计算误差不会随着飞行器振动的增大而变大,算法具有更高的精度和更好的适应性。最后,分析了系统的误差来源,在保证角度安装误差小于5 mrad、距离安装误差小于10μm且平行度小于2 mrad时,系统的姿态角测量误差小于0.017°,位移测量误差小于10 nm。本文提出的六自由度测量及解算方法也可以服务于其他精密加工与检测领域。