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关键词： 机械臂   输出反馈控制   输入受限   位置控制   同步控制   全局有限时间稳定性  

摘要： 针对输入受限的多自由度机械臂高精度位置控制问题,本文充分考虑驱动器饱和非线性的影响,提出了多自由度机械臂输出反馈饱和有限时间比例–微分(PD)+同步位置控制策略,应用Lyapunov稳定性理论和几何齐次性技术证明了闭环系统的全局有限时间稳定性.非线性饱和函数的恰当引入,使得所提出的控制器具有清晰明确的上界,可以通过预先选择满足特定条件的控制器参数有效避免驱动器饱和问题;同步控制项的恰当引入,使得所提出的控制器兼顾了多自由度机械臂各轴间的同步协调性,从而获得更快的收敛速度和更好的系统整体性能,满足工程实际对机械臂的高精度要求.本文的数值仿真结果验证了所提出的控制方法的有效性和可行性.

关键词： 二自由度   重复控制   干扰观测器   分数阶滤波器  

摘要： 为了使得直流伺服系统目标值跟踪特性与外扰抑制特性同时达到最佳,提出了基于干扰观测器二自由度控制。针对直流伺服系统输入为周期性信号时的跟踪问题,采用重复控制与分数阶PID结合的复合控制,以提高系统对周期信号的跟踪精度,同时加入了分数阶形式的滤波器增加了系统的稳定性;为了能够有效克服干扰、模型的不确定性等问题,通过干扰观测器将外部的扰动以及由参数不准确带来的误差引入到输入端,并对观测器输出进行低通滤波处理,能很好的使系统在低频段对干扰因素具有鲁棒性,在高频范围内也可以抑制噪声信号。仿真结果表明,所提出的方法不仅可以使直流伺服系统具有较好的目标值跟踪性能,而且对负载扰动和参数摄动具有很强的鲁棒性。

关键词： 六度自由   机械臂   轨迹规划   抛物线过渡的线性函数  

摘要： 为减小机器人运动过程中的振动和冲击,延长机器人使用寿命,提高轨迹规划的精度,以六自由度机械臂为研究对象,对常用的五次多项式轨迹规划算法进行讨论与实现,总结不足并提出用抛物线过渡的线性函数的插值算法,并在此基础上为其提出多轴时间同步算法。首先,使用LFPB算法2针对每个轴分别进行规划,得到每个轴在两帧之间的时间间隔。然后,使用LFPB算法1对每个轴进行轨迹规划,将得到的时间间隔带入可得到过渡段的最大周期,最后通过实验验证抛物线过渡的线性函数的多轴时间同步算法的可行性。

关键词： 无线电磁定位   磁偶极子   LM算法   反向传播神经网络  

摘要： 为了实现电磁跟踪系统无线精准定位,设计一种新型五自由度无线电磁定位系统实现方法.首先,通过磁偶极子模型分析9个阵列线圈的磁场分布规律,建立感应线圈的定位模型.其次,由STM32单片机产生的正弦信号通入发射线圈产生电磁场,接收传感器线圈耦合出感应电动势,经过放大滤波电路传入PC机进行幅值提取,导入定位方程组.最后,使用先验知识的反向传播神经网络(PKBPNN)标定初值,结合LM优化算法得出感应线圈的3维位置信息和2维方向信息,在软件定位界面显示空间定位信息.在实际实验中该系统的平均位置误差在±2 mm内,平均方向误差±0.5°内.该方法具有定位精度高、工作稳定、不易受外界干扰等优势,可应用于计算机辅助微创手术.

关键词： 仿真机器人   ADAMS软件   减振   弹簧阻尼器  

摘要： 四足仿真机器人由于腿部结构的刚性连接特性,在行走过程中会产生振动冲击,影响行走的连贯性。文中建立了一种以四足动物为原型的机器人模型以探究抑制和缓解振动冲击的方法。采用ADAMS建立仿生四足机器人足部与地面接触的仿真模型,并对其进行步态规划,研究不同步幅下机器人的振动性能进而获取四足机器人的动态响应特征,验证了机器人步幅越小机器人行走越稳定的结论;在四足机器人小腿部位增加弹簧阻尼器进行减振方法研究,通过仿真结果得出在相同步幅下机器人的质心振动幅度减小了4.6 cm的结论,并对四足机器人组成的质量-弹簧-阻尼系统进行优化,为四足机器人的工程化应用奠定基础。

关键词： 高强混凝土   等效矩形应力   解析法   应力饱满系数   力臂系数  

摘要： 现有规范等效矩形应力图系数理论推导没有考虑小偏压受力,高估了高强混凝土小偏压柱轴向承载力,偏于不安全。按照极限状态所有可能应变分布,考虑中性轴截面内和截面外2种情况,以强度和混凝土受压边缘应变为变量,基于等效原则建立积分方程推导了应力饱满系数α和力臂系数β解析解公式。结果表明:现有规范系数α1、β1用于普通混凝土偏差小;高强混凝土系数α、β与受力有关但不是常量,高强混凝土小偏压柱应按照公式计算α、β;双线性本构作为混凝土曲线-矩形本构的补充应用于高强混凝土压弯承载力计算中,其计算精度较高,轴压极限应变乘以折减系数0.85之后还可进一步提高计算精度。

关键词： 分子生物学   国际主流   研究方向主体性   自由度  

摘要： 比较了 20 世纪 50 至 70 年代中国和西方在发展分子生物学方面的不同道路,分析了造成这种现象的原因: 不完全是科学家不了解国际主流,也不完全是国家过于强调理论联系实际,而是一段时期中对基因理论的错误认 识所造成的研究方向的局限性,及受限于特定历史条件科学家在具体选题上的局限性。在分子生物学领域,当时 的科研效率不高,对此,应当遵循科学自身发展规律,进一步强化科学家在科研工作中的主体地位。

关键词： 并联机构   变胞   重构   正向运动学   反向运动学  

摘要： 设计了一种新型的可变胞运动副,可用于实现3-转动副转动副转动副(Revolute-joint,revolute-joint,revolute-joint,RRR)平面并联机构的重构,进而推导并验证了R-R-R和转动副移动副转动副(Revolute-joint,prismatic-joint,revolute-joint,R-P-R)两种模式下的运动学模型包括正解方程和逆解方程,可用于计算并联机构的奇异位形和工作空间。研究结果表明:所设计的可变胞运动副能够实现机构的重构功能;两种模式下的运动学正解算法一致,均为一元八次方程;R-R-R型的运动学逆解为三个一元二次方程,R-P-R型的运动学逆解可直接用两点间的距离公式表达。最后,通过虚拟样机实验,验证了运动学模型的正确性。

关键词： 输入时滞   主动磁悬浮轴承-转子   稳定性   Hopf分岔  

摘要： 为了研究控制器的输入时滞对主动磁悬浮轴承-转子系统稳定性与动态性能的影响,建立具有输入时滞的主动磁悬浮轴承-转子系统等效模型,并通过分析系统内Hopf分岔的存在性条件得到主动磁悬浮轴承-转子系统失稳时临界时滞的近似值.利用MATLAB/Simulink仿真分析控制参数对系统稳定性的影响,进一步验证Hopf分岔的存在性,从系统幅频特性和相频特性的角度探究输入时滞对闭环系统抑制外部干扰能力的影响规律,对仿真内容进行实验验证.结果表明,输入时滞的增加导致系统发生Hopf分岔,并使闭环系统的幅频响应曲线峰化现象加剧,降低系统的稳定性.对于PID控制器来说,增大比例增益、减小微分增益将放大输入时滞对系统稳定性的影响.

关键词： 码垛机   抓取   位姿   机械臂  

摘要： 为解决目前码垛机的机械臂存在抓取位姿控制困难的问题,现提出多自由度码垛机械臂抓取位姿控制方法。首先,建立机械臂连杆坐标系,进而对抓取任务的执行空间进行分析;设定抓取位置,对抓取操作进行简化;控制机械臂的轨迹,实现了对机械臂的抓取位姿的有效控制。为检验这个方法有效性,进行实验,实验结果表明该方法的关节角度误差最大不超过5°,相比传统方法缩小了192°、154°。因此,多自由度码垛机械臂抓取位姿控制方法对抓取目标时的位姿能够进行较好的控制,进而缩短工作的时间,在一定程度上提高机械臂的生产效率。