电站智能无线巡检移动机器人系统设计

针对电站中电力系统环境复杂的问题,设计了一种基于改进的OpenWrt系统和Android系统的电站智能无线巡检机器人。该系统以无线嵌入式处理器AR9331和基于Cortex-M3的ARM处理器STM32为双处理器核心,并在无线处理器上运行改进的OpenWrt操作系统,实现无线路由功能,同时引进一种新型的MJPEG压缩算法。实现了Android智能手机对巡检机器人的无线控制、视频实时采集与显示。经设计研发和现场测试,系统可运行在电站狭小、阴暗等复杂环境中,完成无线巡检任务,具有良好的稳定性和灵活性。     

智能安防与家庭服务机器人的设计与实现

家庭服务机器人和家居智能安防系统都具有良好的发展前景。利用家庭服务机器人的机动性和自律能力来实现家居智能安防功能,不但能够替代家居智能安防系统有效地实现防盗监测和电及煤气安全检查等安防功能,而且也能够替代人完成清洁卫生、家电控制、家庭娱乐、病况监视、儿童教育、报时催醒等家庭服务工作。本文介绍了作者开发的具有家居智能安防功能的家庭服务机器人的设计与实现。实际检测结果表明,作者开发的家庭服务机器人比现有的家居智能安防系统功能更加丰富、更加灵活、更加可靠。     

风洞群真空泵组集中监测与智能故障诊断系统的设计

真空是风洞群开展试验必备的动力资源;作为风洞群动力保障之一,真空泵组具有数量多、分布分散、结构复杂、集成度高、运行噪声大等特点;为满足真空泵组设备健康管理和维修决策支持的需要,设计并研制了风洞群真空泵组集中监测与智能故障诊断系统;该系统采用PLC隔离通信、数据可视化、设备状态监测及智能预警、基于故障机理和规则推理的专家系统等技术,实现了真空泵组的集中监测和故障智能诊断,解决了风洞动力设备故障预判和提前预警困难、故障定位不易准确、缺乏专家知识库等问题;经实用验证,该系统实现了风洞群真空泵组故障智能预警和故障诊断分析,提高了综合诊断监测效率,值得推广。     

故障容错串联机械臂设计方法研究

本文从机械臂运动学任务特性出发,定义了故障容错机械臂的相关特性,论证了运动学关节冗余也可以提高机械臂系统的可靠性,故障容错机械臂所应该具备的自由度数,以及针对不同的任务对象要求,设计故障容错机械臂的方法.将任务空间抽象简化为一系列的特征点,建立机械臂参数与理想值相关的罚函数,选择有效的优化算法,设计出了一系列故障容错平面位置机械臂和故障容错空间位置机械臂.建立起完整的故障容错机械臂的设计方法,对危险环境机器人、医疗机器人的研究设计具有重要价值.     

模型不确定多智能体系统的鲁棒H∞容错一致性控制

针对具有模型不确定性的多智能体系统,考虑到任意智能体可能发生的执行器故障以及受到外界能量有限干扰,研究了鲁棒H_∞容错一致性控制的设计问题。首先,引入鲁棒二次稳定法处理多智能体系统建模中存在的模型不确定性;其次,利用LMI技术及Lyapunov稳定性理论等,对于任意智能体可能发生的执行器故障,设计了鲁棒H_∞被动容错控制器,使得模型不确定多智能体系统存在外界能量有限干扰时,在所设计的分布式控制协议下位置与速度状态趋于一致,且具有一定的扰动抑制性能。最后,通过MATLAB仿真验证了所提方法的有效性和可行性。     

工业机器人故障诊断与健康预测方法研究

工业机器人被称为“制造业皇冠顶端的明珠”,是智能制造领域最具代表性的装备。工业机器人的故障及精度退化问题突出,严重影响企业的安全生产和经济效益。为此,工业机器人故障诊断与健康预测方法逐渐成为研究热点。本文首先简要介绍了工业机器人的系统构成,并分析了其核心部件的典型失效模式;其次,从知识驱动和数据驱动两个维度出发,综述工业机器人故障诊断方法;然后,在组件级和系统级层面综述了工业机器人性能退化监测及剩余使用寿命估计方法;最后,对工业机器人故障诊断及健康预测方法的未来发展趋势进行了展望,指出大数据环境下的工业机器人智能诊断将是未来的技术发展趋势。     

基于无线通信网络技术的机器人巡检远程监控系统

该文提出一种基于无线通信网络技术的机器人巡检远程监控系统,监控输电线路故障。系统的硬件设计包括主控模块设计、无线通信网络设计、驱动器接口电路设计、远程监控模块设计;系统软件设计主要是在远程监控模块利用增量式PID控制算法控制机器人巡检驱动,实现机器人巡检远程监控。实验结果表明,该系统可控制巡检机器人巡检输电线路、监测输电线路故障状态,可监测不同风速下线路风偏角变化情况,且该系统具备较好的信息传输能力和运行可靠性。     

水下机器人软件可靠性及故障诊断方法研究

针对于智能水下机器人在软件系统故障诊断过程中广泛存在的不确定性和复杂关联性,采用改进的软件FMEA方法,对AUV智能规划决策控制系统进行了可靠性分析和研究,在总结了AUV主要软件故障模式的基础上,提出了一种基于FMEA的三层贝叶斯网络诊断模型。通过贝叶斯网络的推理机制,分别对单一故障和复合故障进行了推理实验。实验结果表明,采用上述方法能有效地提高水下机器人系统软件可靠性以及故障诊断能力。     

一种预应力监测无线智能螺栓系统

对桥梁、沿土等工程领域的大型结构预应力监测相当重要.大型结构常使用螺栓固定各部件,当大型结构发生倾斜等故障时,螺栓所承载的应力将发生变化.研究设计了一种无线智能螺栓监测系统,可以实时监测这些螺栓所承载的预应力.该无线智能螺栓不仅可以单独使用,还可以组网使用,从而灵活地对大型结构的预应力、结构平衡等进行监测.同时,论述了两种系统工作模式及其算法.     

一种智能探测机器人的设计与实现

为实现工业生产中的数据自动采集和智能探测任务,设计了一种轮式驱动的智能探测机器人;介绍了探测机器人的系统方案、硬件设计和软件设计,系统采用嵌入式控制技术,主控器以ARM9系列S3C2440A为处理器,驱动器以AVR单片机ATmega16L为处理器,控制直流驱动电机的速度和转向;ARM9采用Linux操作系统,AVR单片机采用基于PID算法的C语言编程;探测机器人实现了自动寻迹、智能避障、温度探测、图像采集、无线通信等功能;整机调试和运行表明,所设计的软、硬件达到了各项要求,探测机器人具有高智能化、高性价比等技术特点,推广应用价值较大。