小型仿人足球机器人控制系统

针对当前小型仿人足球机器人在足球比赛中的复杂任务背景,设计了可实时在线路径规划的小型仿人足球机器人控制系统。基于Robotis公司的Dynamixel系列AX-12型舵机和标准连接件设计了具有20个自由度的仿人足球机器人本体结构;基于运算速度较高的DSP芯片TM$320F2812设计了主控制器;应用CMUcam3视觉传感子系统进行图像采集和处理,将获得的目标位置反馈给主控制器,完成基于视觉伺服控制的实时路径规划任务。目前,该仿人足球机器人可以在实验室环境中完成稳定直走、转弯和准确踢球等运动规划任务。下一步将重点研究最小损伤下的跌倒控制、爬起和不同动作单元的动态切换等复杂任务和多个仿人足球机器人的协调控制。     

基于仿人机器人自身约束条件的行为调节步行控制

提出了基于仿人机器人固有的约束条件来调节离线动态步态和传感反射的控制方法,并详细叙述了约束条件和行为调节.传感反射以加速度计、振动陀螺仪、力传感器获得的信息为依据,通过上体姿态控制、ZMP控制和落地时间控制实现传感反射控制.这种方法处理速度快,实现容易.     

考虑接触的膜盒刚度分析

针对充气膜盒在充气气压作用下相邻膜片出现贴合的状态，分析了考虑接触非线性对刚度的影响，最后借助ANSYS软件的接触分析求得了充气膜盒在出现接触状态下的刚度，计算结果与试验数据的比较表明了接触分析的必要性。     

面向人为干预的作战计划仿真相关问题研究

将人在回路应用到作战计划仿真中，可达到深入分析问题的目的。从作战计划仿真引入人为干预的需求入手，在介绍作战计划仿真流程基础上，对仿真中的可干预内容进行分析，分别对不同类型的干预内容进行详细阐述，借鉴程序调试中的断点概念设计不同时机下的人为干预操作方式，描述加入人为干预后的仿真运行过程。结果表明：该研究能调整作战计划仿真中的事件及事件处理参数，为人为干预在作战计划仿真中的应用提供方法。     

FMS柔性加工设备状态监测和预测技术研究

通过对FMS柔性加工设备的故障机理分析，针对目前柔性加工设备状态监测与故障诊断中存在的问题。从硬件报警、软件报警和传感信号三方面，具体分析了BQ－FMS立式加工中心可利用的监测信息和工况变化处理策略，利用域值判断、神经网络等方法，研究了传感信号的监测顺序及检测方法，提出了多方位监测信息融合的思想，并利用灰色理论和神经网络方法对信号进行预测，应用专家系统技术建立了自动诊断系统。经长春FMS实验中心的实验表明，该方法快速可靠。     

基于状态反馈的导弹非线性H_2/H_∞鲁棒制导律

为了研究导弹导引规律的鲁棒性,将L_2增益理论与H_∞控制方法相结合,视导弹在追踪平面内的非线性运动学问题为有限时间内的混合H_2/H_∞问题.基于非线性二次型两人非零和微分对策理论,通过解李雅普诺夫稳定意义下的一对耦合哈密顿-雅可比偏微分不等式,得到了弹目相对运动的状态反馈纳什平衡点,由此得到了一种新型鲁棒制导律.仿真结果表明,与基于L_2增益理论的鲁棒制导律相比,该制导中具有更小的H_2性能指标,较H_∞制导律具有更强的鲁棒性.     

考虑平面形状误差的配合表面接触状态研究

为提高装配接触分析的准确性,对考虑平面形状误差的配合表面接触状态进行研究。以平面为对象,考虑加工导致的形状误差,提出一种形状误差与装配力共同作用下的配合表面接触状态理论分析方法。在此基础上,提出配合误差的概念及计算方法,揭示形状误差对装配精度的影响关系。随后,采用有限元法验证所提方法。结果表明:该方法是有效的,准确预测了考虑形状误差情况下配合表面的接触状态,并计算了配合误差。文中所提方法可为考虑形状误差的装配精度预测与分析提供参考。     

水下编队航行机器人的前馈加反馈控制器设计

介绍了一种能够实现水下机器人编队的分布式控制方法。在基于跟随机和领航机间的相对运动模型上,首先设计了前馈控制器及其内部模型以补偿视为外部信号的领航机信息,然后利用反推法设计了反馈镇定控制器,同时还设计了能够观测所有误差信号的状态观测器以实现反馈控制。算例仿真表明了应用设计的编队控制律,各个水下机器人能够较快地形成希望的编队,并按希望编队队形稳定航行,仿真结果验证了此种控制方法的有效性。     

基于状态切换的分布式多机器人编队控制

人工势场方法、虚拟结构方法、领导跟随方法、基于行为的方法等传统多移动机器人编队控制算法,都只在编队控制的某个环节有较好的效果,并没有有效解决编队组建、行进、变换、避障等一系列完整动作。针对上述算法的优缺点及适应情形,应用切换系统的思想,提出了基于状态切换的分布式多机器人编队控制算法。设计了基于复合信息的状态切换触发机制,通过机器人自身状态和周围环境适时触发切换机制,合理选择编队控制的一种或多种算法;提出了基于超宽带（UWB）测距的队形反馈机制,利用UWB数据结构简单、便于在微型移动机器人上进行处理的特点,实时完成对整个编队队形的保持和反馈,同时提出分布式状态估计算法,为触发机制提供机器人的运行状态。通过搭建多移动机器人平台,将所提策略应用到实际机器人编队控制中,验证了算法的有效性和稳定性。     

基于扩张状态观测器和模型预测方法的四足机器人抗干扰复合控制

为提高存在模型不确定及外界扰动的情况下对四足机器人的控制效果，提出结合扩张状态观测器、二次型优化(Quadratic Programming, QP)及模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)的复合控制算法。基于单刚体四足机器人模型，设计基于MPC的控制算法，实现对四足机器人的控制。考虑到模型及参数的不确定性，以及环境中存在的外界扰动，进一步利用变带宽非线性扩张状态观测器对机器人受到的总和扰动进行估计，并利用估计结果，设计基于QP的足端力重分配算法，实现对总和扰动的补偿。通过仿真实验验证了本文所提控制算法的有效性。仿真结果表明，在使用抗干扰复合控制方法之后，机器人在质量发生重大变化和受到外力作用下，依然可以保持良好的控制效果，与传统控制方法相比，机器人的控制精度和抗干扰能力得到了明显提升。     

灵巧弹药缓冲减震性能试验研究

为了有效解决高性能灵巧弹药的防护包装和缓冲减震问题,文中采用了不同密度、不同结构的泡沫塑料,在运输、振动、冲击和跌落环境条件下,有针对性地进行了高性能灵巧弹药在非缓冲或缓冲状态下作用在产品上的加速度响应值试验研究。研究结果表明,弹药的体积密度与加速度响应值在相同的环境试验条件下,体积密度大的产品加速度响应值小,体积密度小的产品加速度响应值大。     

考虑过盈配合与磨损的枢轨接触状态分析

在电磁发射过程中,枢轨间的摩擦磨损带来接触界面物质损失导致接触状态发生变化,对发射装置的寿命与性能产生严重影响。对过盈配合的枢轨摩擦磨损进行数值仿真,并比较磨损前后枢轨接触状态。研究不同参数对枢轨接触状态的影响以及枢轨磨损后的表面状态。结果表明:磨损后接触压强分布更加均匀,材料硬度对接触状态影响较大,摩擦因数影响很小。     

状态维修关键技术及应用的研究现状与展望

为实现装甲装备的精确保障,减少维修保障费用,论述状态维修关键技术及应用的研究现状与展望。介绍状态维修的基本原理、开放式体系结构、产生和发展。分析状态维修的关键技术——状态参数预测、状态评估和维修决策的研究现状,对不同方法的特点作了评价。研究状态维修在国内外的应用情况,并在分析现状的基础上指出状态维修存在的不足和未来发展趋势。该研究对装甲装备实现精确保障,减少维修保障费用具有重要意义。     

基于FlightGear的制导弹药飞行实测数据可视化研究

为分析飞行数据是否满足飞行性能要求,观测飞行过程中制导弹药部件间的相对运动,应用FlightGear飞行模拟平台,研究了制导弹药三维模型建模方法、可视化场景绘制技术、飞行实测数据的处理方法和三维模型的实测数据驱动技术,构建了制导弹药飞行实测数据驱动的数据可视化系统,实现了制导弹药飞行过程的多视角可视化,直观再现了制导弹药飞行过程中的飞行轨迹以及不同部件之间的相对运动关系,为判断制导弹药飞行数据有效性和飞行控制过程等提供了可视的技术手段。     

状态维修理论及剩余寿命预测的研究现状与展望

为了在保证装备可靠性的前提下提高其可用度,提出一种基于剩余寿命(residual useful life,RUL)预测的状态维修(condition-based maintenance,CBM)方法。介绍了状态维修相关理论,包括基本原理、开放式体系结构,以及状态维修的产生和发展;分析了状态维修研究重点——剩余寿命预测的研究现状,按照不同预测理论对剩余寿命预测方法进行了总结,并对不同方法的特点做了评价。分析结果表明:该研究促进了RUL预测的发展,并提出了RUL下一步应在基于多种模型组合的预测方法、不完备条件下的预测方法和剩余寿命动态预测模型等方面加强研究。     

两种空化边界条件下的旋转密封润滑状态分析与试验

针对JFO与Reynolds空化边界条件,建立了螺旋槽旋转密封润滑状态分析的理论模型,分析不同空化边界条件下旋转密封润滑状态的转变过程;采用分形接触模型描述混合润滑状态时的粗糙峰接触特性。分析结果表明：Reynolds空化边界条件下的模型可预测较大的流体承载力,但大大低估了空化区,特别是在高转速工况下;稳态工况下,JFO空化边界条件下的模型可预测更高的工作转速,使旋转密封从混合润滑状态转变为流体动力润滑状态。试验结果表明：两种空化条件下计算的泄漏量与试验结果变化趋势相同;但相比于Reynolds边界条件,JFO边界条件可预测更小的泄漏量,与试验结果更为接近,尤其是在高转速工况下。     

新型物流搬运机器人动力学仿真分析

针对物流搬运机器人在物流和生产中的应用,利用仿真方法对物流搬运机器人动力学进行分析。结合机 器人在实际环境下的运动特征及受力分析,建立动力学模型,将3 维机器人模型导入到ADAMS 软件中,构建机器 人虚拟样机,得到机器人在平面、弯道这2 种路面运动时的仿真曲线。仿真结果表明：该模型的准确性,可为智能 物流机器人的研究提供参考依据。     

固体火箭发动机装药状态监测研究进展

固体火箭发动机的健康状况在很大程度上取决于装药的实时状态,因此对装药状态进行监测是确保固体发动机结构完整性和使用可靠性的重要基础。本文从环境状态监测、化学状态监测、力学状态监测以及监测数据综合应用4个方面综述了相关的研究进展,指出了装药状态监测的必要性,多方面总结了装药状态监测取得的研究成果与存在的不足,并针对监测技术手段及监测数据应用等方面提出了发展构想。分析认为,监测技术应聚焦在嵌入式传感器相容性技术、新理念传感技术以及长寿命技术等方面,监测数据应用方面应大力建设数据库、诊断和预测健康管理系统,以期借助有限元模型更新方法推动固体火箭发动机全寿命数字孪生技术的发展。     

外骨骼助力机器人研究现状与关键技术分析

根据研究工作积累和查阅相关文献资料,对外骨骼助力机器人国内外的研究现状进行了总结,对外骨骼助力机器人所涉及的机械结构技术、驱动技术、传感控制技术、能源技术以及安全性技术等关键技术进行了分析,并对外骨骼助力机器人在军事领域、医疗领域和工业领域的应用前景进行了展望。     

复杂广域战场下灵巧引信精准起爆控制问题

针对传统引信动态开环控制设计理论无法满足新一代引信-灵巧引信发展的控制需要问题,在分析时空识别与过程控制作为引信起爆控制的基础上,提出灵巧引信精确起爆控制面临的三个科学问题并深入研究。分别针对灵巧引信的设计构建了三类控制器,即：环境自适应探测控制器、自触发时延补偿状态控制器以及虚拟闭环起爆控制器,建立了灵巧引信“三元”级联控制设计方法架构。所得成果可提升灵巧引信在复杂广域战场下精准起爆控制精度,为进一步发展智能引信奠定理论基础。