一种稳定的冗余度机器人动力学解法

对冗余度机器人动力学优化中的零空间最小关节力矩法和伪逆法进行了研究,阐述了运动学和动力学同时优化的必要性,提出了一种在加速度级上以最小奇异值为优化性能准则的关节轨迹规划方法.以平面三自由度机器人为仿真对象,在长轨迹情况下对三种算法进行了仿真.仿真结果表明,所提出的算法具有良好的稳定性,并极大地改善了关节空间的终态自运动现象,证明了算法的有效性.     

冗余度机器人动力学容错性能

提出了最小关节力矩突变指标,对冗余度机器人动力学容错性能进行了研究,通过构造关节力矩突变的表达式,在不同锁定时刻规划出各个关节力矩,并将规划结果与运动学关节速度突变规划出的关节力矩相比较,证明了在低速运动下可以用最小关节速度突变算法控制机器人的末端误差,而在高速运动下需要使用最小关节力矩突变算法控制机器人的末端误差.最后通过一个平面3R机器人的仿真实例,验证了算法的有效性.     

哈尔滨工业大学学报 第38卷 总目录

第1期冗余度机器人最小力矩与回避奇异并行优化…………………………………………刘宇,姜艳姝,孙立宁(1)六圆柱-圆锥轮式月球车的设计………………………………………………………陶建国,邓宗全,高海波,等(4)超低温重载工况下陶瓷球失效分析……………………………………………     

改善冗余度机器人灵活性的研究

通过研究冗余度机器人系统的灵活性问题,给出一种矢量逼近的控制算法.该算法根据均值定理,利用雅可比矩阵的特征值及所对应的特征向量,构成冗余度机器人的零空间矢量;通过机器人的自运动,提高了冗余度机器人的灵活性.最后,给出一个平面3R 机器人的仿真实例,在收敛速度方面和稳定性方面与其他方法进行了对比.     

冗余自由度机器人的运动学逆解

导出了冗余度机器人基于优化力度的运动学逆解,并将优化力度函数用于冗余度机器人运动学优化控制.通过调整优化力度函数中自运动限制因子的取值,可以改变自运动速度在关节角速度中所占份额,实现人为地控制任务时间段内关节角速度的大小,使各关节角速度接近一致,实现二次优化.     

解决运动学和动力学性能优化的对耦空间法

绝大多数冗余自由度机器人的动力学优化算法都没能合理地处理诸如避障碍物、避奇异位形和关节运动极限等运动学优化问题。本文提出了在机器人雅可比矩阵对耦空间上处理此问题的新思路。基于此思路所提出的优化算法把机器人的运动学优化限制在雅可比矩阵张成的空间进行，而一些动力学性能指标如对关节力矩的优化可在雅可比矩阵的零空间上进行，计算机仿真表明，本文提出的算法，在用于处理运动学和动力学性能的同时优化方面非常有效。     

工业机器人动力学参数辨识与自适应控制方法研究

研究六自由度工业机器人动力学模型最小惯性参数辨识和模型参数自适应PD控制方法。首先分析六自由度机器人动力学模型及其最小惯性参数;研究基于位置、速度、加速度约束条件的傅里叶级数型激励轨迹优化方法;依据激励轨迹跟踪实验获取的关节角位置、速度、加速度和力矩数据,研究基于最小二乘的最小惯性参数估计方法。在此基础上,研究六自由度机器人模型自适应PD控制方法。最后,构建了基于Codesys平台的六自由度机器人控制系统,利用SYMORO+推导回归矩阵元素,结合Hadamard不等式,利用MatlabFunction函数生成目标函数并将其代入Matlab fmincon函数计算激励轨迹参数,通过激励轨迹跟踪实验辨识出最小惯性参数;通过机器人跟踪激励轨迹和验证轨迹实验,比较实测力矩与基于辨识模型估计力矩的均方根误差验证参数辨识方法有效性;通过期望轨迹跟踪实验验证了自适应PD控制算法可行性。     

线性测量网络的优化设计

针对传统的线性测量网络设计中没有给出具体的整数线性规划（ILP）模型问题，提出一种传感器优化配置模型. 通过分析测量网络回路，推出了变量冗余度的数学表达式，给出变量冗余度的上界来避免测量网络变量的不可行冗余度约束，并结合图论方法和ILP方法，建立了以费用最小为目标的最小测量网络和满足指定变量冗余度要求的冗余测量网络的传感器ILP模型，并对一个冗余测量网络和一个非冗余的蒸汽测量网络进行测量网络设计.仿真结果表明，利用该模型能够得到满足冗余度要求及仪表配置费用最低的优化测量网络     

具有最优初始位形的冗余度柔性杆机器人关节驱动力矩优化

提出一种在最优初始位形的基础上进行冗余度柔性机器人全程驱动力矩最优规划的方法,动力学数值模拟表明,这一方法可以取得比较好的效果。     

基于SM算法的钢桁架结构冗余度优化

结构冗余度作为衡量构件破坏后结构整体性能的重要指标,对结构的抗倒塌设计具有重要作用.为了改善结构的抗倒塌能力,可以对结构冗余度进行优化.笔者针对结构构件冗余度值的分布问题,以构件截面尺寸为变量,采用SM算法将结构体积最小和构件冗余度差值最小作为目标函数对构件的冗余度进行优化,实现结构冗余度的均衡布置.算例表明:通过优选构件截面可以实现结构冗余度的均衡布置,且优化后杆件应力分布更加合理,结构承载能力明显提高.该方法一定程度上避免了传统基于构件承载能力、变形验算方法对结构整体性能估计不足、设计变量和验算参数过多的问题.     

成本导向下基于遗传算法的曲面幕墙设计优化

针对目前建筑越来越多采用曲面幕墙而带来的高额建造成本问题，提出方案设计阶段优化与深化设计阶段优化相结合的两阶段复合优化方案，对曲面幕墙工程项目进行成本优化. 通过Rhino建立曲面幕墙参数化模型，利用Grasshopper逻辑运算器编写优化方案，实现控制参数生成的优化方案. 在方案设计阶段中，使用多目标遗传算法进行网格划分方案优化. 综合考虑面板类型占比与龙骨综合长度的平衡解集，选择满足工程需求的最优方案解，在深化设计阶段中使用单目标遗传算法，将双曲型面板优化为单曲型面板，降低双曲型面板数量的占比. 通过实际工程应用的分析可知，该复合优化方案在原始方案基础上的优化率为23.19%，现有只在单一阶段进行优化的方案优化率为16.20%，复合优化方案的优化率在现有的优化方案的基础上增加了6.99%. 研究结果表明，利用该研究方案，能够有效地降低曲面幕墙工程项目成本.     

考虑负荷优化的光储充电站储能经济性配置研究

为缓解电动汽车充电对电网的冲击,提升充电站的经济性,对光储一体化充电站储能配置展开研究. 首先分析了充电站电动汽车的负荷特性,结合峰谷电价,制定了储能运行策略. 然后通过建立储能配置双层规划模型,保证了充电站负荷最大程度优化的同时实现价格套利. 最后通过算例分析,得到商业区充电站储能经济性配置方案. 将该配置方案与以峰谷差作为优化指标的传统储能配置方案对比,结果表明该方案有效增加了总削峰量,并将充电站年购电成本进一步降低.     

基于动力性与经济性的两挡纯电动汽车传动比优化

为实现纯电动汽车动力系统高效匹配,充分发挥关键部件的最大效用,以实现整车动力性与经济性最佳为目标进行研究,通过对纯电动汽车行业标准和整车参数的收集整理,确定XH2型纯电动汽车基本性能参数,根据前期已做的整车匹配选型工作,确定以动力系统传动比为优化变量的优化方案,利用matlab软件建立动力系统多目标优化数学模型,设定目标函数,引入4种非线性求解方式对模型求解。对比分析结果,得到该车的最佳传动比方案,该方案使整车动力性改善明显,经济性略有提高。     

光纤陀螺数字闭环检测方案中D/A、A/D的配置及数字滤波问题的研究

研究了方波偏量、阶梯波反馈控制的光纤陀螺数字式闭环检测方案，重点是应用测量原理，对如何合理确定D／A、A／D的位数与“位权”问题进行了深入的理论分析，提出了自己的见解。通过对系统的非线性指标和系统允许的最大角加速度的分析来确定D／A的位数；通过对光纤陀螺输出的方波信号的幅度和信噪比的分析来确定A／D的位数。分析研究的结果对这种检测方案的优化有重要参考价值。     

一种轮式移动机器人滑模轨迹跟踪控制器设计及其参数优化方法

为实现轮式机器人轨迹跟踪控制,以双闭环控制方案为基础,在每个闭环子系统中设计滑模控制器,并将粒子群算法应用其中,优化控制器参数,达到更好的跟踪效果.通过仿真验证了所设计的控制器能够实现轨迹跟踪,并且相较于人工经验整定的参数,通过优化得到的参数使控制器的控制性能更加优越.     

基于遗传算法的汽车平顺性和操纵稳定性优化

为改善汽车行驶的平顺性和操纵稳定性,建立了某SUV非线性三自由度操纵稳定性模型,研究了高速转弯工况侧倾载荷转移及轮胎的非线性特性对整车操纵稳定性的影响.提出了基于遗传算法的悬架刚度参数的优化匹配方法.以车身侧倾最小为优化目标,以弹簧刚度对悬架偏频及不足转向度影响为约束,以前、后悬架弹簧刚度及前、后稳定杆刚度为设计自变量.计算结果及实车对比表明:优化后的方案比原方案在平顺性和操纵稳定性方面有了较大的改善;采用该匹配方法,可以有效提高车辆的平顺性和高速车辆操纵稳定性.     

现代战争中地下维修器材库模糊优化选址算法

针对现代战争中地下维修器材库选址的特殊性,构建了基于区域确定的模糊优化选址方法,利用微分法选择最优库址区域,根据诸多影响因素建立选址评价指标体系,利用AHP法确定权重,运用多级模糊综合评判进行优化选择,确定最优选址方案.较好地解决了普遍进行选址前期工作量大的难题.     

巴山水电站溢洪道导水墙体型优化试验研究

为改善巴山水电站溢洪道进水渠流态、提高泄流能力,通过一系列试验优化了溢洪道引水渠左导墙头部曲线型式.结合工程实际和以往经验,比较了9种进水口曲线型式的试验结果,确定了长短轴黄金分割比的椭圆弧面的方案.进一步的试验证明了该方案无论在流态上还是在泄流能力方面都达到了令人满意的效果.     

Optimization of matrix filling in the large scale parallel RWG basis based method of moments

To solve the issue of inter-process redundant integrals in the parallel Method of Moments (MoM) using RWG basis functions, an efficient parallel matrix filling scheme is proposed through mesh index optimization. Based on a block-cyclic matrix distribution strategy, the common edges of triangles are renumbered to make the matrix elements that need the same triangular integrals be assigned to one process, thus drastically reducing the inter-process redundant integrals. Numerical results show that the proposed scheme eliminates most of the inter-process redundant integrals and greatly improves the efficiency of parallel matrix filling.     

基于指针推进策略的分级移动IPv6优化

为降低分级移动IPv6中空闲状态移动节点移动过程中的信令开销,提出了基于指针推进的优化策略。该策略以移动锚点间绑定更新代替部分家乡绑定更新,减小空闲状态移动节点的绑定更新开销。通过对相邻会话间基本策略和优化策略信令开销的分析,推导出优化策略带来的信令开销差值。仿真结果表明:在会话移动比较小(小于1.5)的情况下,指针推进策略可以减小网络信令开销,改善网络整体性能。