液压排雷机械手作业系统的运动学分析

通过对机械手作业系统的运动学分析,按照D-H坐标系的建立原则,确定系统的广义坐标,选取机构中的旋转副和移动副作为关节变量,推导出各关节的广义变换矩阵,得到了机械手指端的运动学方程,求出机械手运动学的正解.经计算机模拟得到机械手作业系统的工作几何参数和主要技术指标,结果表明其能够达到完成作业任务规划的要求.该研究为机械手应用时的优化结构参数提供了理论基础,从而也论证了机械手运用于液压挖掘机平台上的可行性.     

基于STM32的小型机械手的设计与控制方法

针对机器手的每个关节需要进行位置和速度的控制,而伺服电机、步进电机等控制存在成本高,控制精度不够等问题,提出了基于STM32的小型机械手的设计与控制方法。相对于电机控制来说,基于脉宽调制技术控制的舵机机械手臂有其控制简单、灵活和动态响应好、价格便宜等优点。设计了机械手臂的整体结构,分析了码垛机械手的脉宽调制驱动方法,并在结构设计的基础上进行了运动学分析,得出了机械手的末端位姿。对机械手抓取目标物的控制系统进行了设计、编程及仿真实验,采用实体建模软件Solidworks建立小型码垛机械手臂虚拟样机模型。基于该模型,设计了抗环境噪声与电路自身噪声问题的电路,进行多次搬运实验。实验证明,该方法可以实现机械手对物体的准确抓取、运送等工作,有效地避免了电机定位不准、价格昂贵的情形,使得控制更为简单灵活。     

导弹装弹车机械手轨迹规划方法研究

针对机械手轨迹规划存在逆运动学求解困难的问题,提出了一种神经网络求逆的方法。同时对简单遗传算法加以改进,提出了基于实数编码的动态与静态相结合的改进遗传算法来学习机械手神经网络逆运动学模型。经仿真表明,该方法大大提高了逆运动学的求解精度和收敛速度,为机械手导弹装卸控制系统提供较高精度数据打下良好的基础。     

基于时间基准的挖掘机器人轨迹规划方法

为实现高精度、平稳的轨迹规划和跟踪,设计一种基于时间基准的挖掘机器人轨迹规划方法。在分析液压挖掘机器人自主作业控制特点的基础上,以梯形速度控制和S形速度控制2种方法实现了位置、速度和加速度的变化连续,在此基础上实现了只需要检测关节位置而不需要检测关节角速度的目的。仿真分析结果表明:该控制策略能够实现挖掘过程中的高精度平稳控制,减少液压系统的冲击和振动,达到预期效果。     

某自动装填机械手设计与仿真研究

针对弹药自动装填系统智能化、无人化的发展趋势,以某大口径火炮装填系统研究为背景,设计出一种由机械臂与二指抱爪构成的新型自动装填机械手,可实现在三维空间中进行作业,以此实现对弹丸的抓取以及弹丸位置的改变。根据弹丸的形状尺寸设计二指抱爪,所设计的二指抱爪可稳定地抓取弹丸,在抓取弹丸之后可实现二指抱爪的锁定,对电磁铁上电可实现二指抱爪的解锁,解锁之后可保证二指抱爪与弹丸顺利脱离;由弹丸位置的改变及装填的具体动作设计机械臂,保证所设计的机械臂与二指抱爪连接可靠,利用D-H参数法建立了机械臂运动学模型,并求得机械臂的运动学方程,通过控制机械臂的运动可实现装填动作的完成。利用三维建模软件建立装填机械手模型,且在模型建立后,利用动力学仿真软件RecurDyn对装填机械手进行运动学仿真,由此验证装填机械手设计的合理性,为加工与研制该自动装填机械手提供重要依据。     

基于机载GPS系统的飞机最小安全间隔方法研究

文中对空中交通管制中提高轨迹监测精度来建立最小安全间隔的方法进行了研究,将飞行安全间隔区划分为安全缓冲区、尾流间隔区及飞行状态不定区三个组成部分,建立了适用于不同飞行员和自动驾驶装置的飞行轨迹控制模型.通过对飞行轨迹位置最大偏移量进行仿真计算,结果表明,对轨迹控制模型采用典型的回路反馈增益,利用机载GPS接收机对飞行器轨迹位置进行广播式自动相关监测,所得到的最小安全间隔距离,比二次雷达监测下的安全间隔距离明显的缩小.     

一种基于激光扫描雷达的挖掘面3D 重构方法

为了实现挖掘机器人自动轨迹生成和轨迹跟踪,提出一种挖掘机器人的挖掘面3D重构方法。根据3D激光扫描雷达的三角形原理得到扫描点的坐标值,对扫描点进行聚类分析方法滤除噪声点,进行初始三角剖分、局部优化、着色和渲染得到三角剖分后平底坑的3D物理模型,并采用倒置棱台进行拟合,计算了所挖平底坑内腔的上表面和下表面之间的距离和下表面的几何尺寸。实践结果表明:该方法实现了对不规则平底坑内腔的测量,为挖掘机器人自主挖掘平底坑的自动轨迹生成和跟踪奠定了基础。     

基于滑模变结构的无人机导引律仿真研究

为了提高无人机导引律控制的稳定性,采用滑模变结构导引律控制方法。根据一定的假设条件,建立无人机三自由度模型,根据运动模型和初始状态得到实际飞行轨迹。由滑模变结构导引律得到无人机的期望轨迹,通过实际轨迹与期望轨迹之间的误差来驱动控制。仿真结果表明,无人机在导引律控制过程中控制量变化平稳,验证了该方法的有效性和合理性。     

水下电动机械手动力学分析及仿真

运用牛顿-欧拉递推算法对机械手进行动力学分析,在此基础上运用单摆动杆水动力方程建立了机械手的水动力学模型,最后对其进行动力学仿真验证。     

基于旋量理论的移动机械手动力学建模

应用旋量理论可以方便地建立固定基开链或闭链机器人系统的动力学模型,但是,能否和怎样把它用在移动机械手等这些非固定基系统的动力学建模还值得探讨。本文基于旋量理论研究了移动机械手系统的动力学建模方法。首先通过构造虚拟连杆把移动机械手转换成等效的固定基单自由度关节的开链系统。然后应用刚体旋量的指数积公式导出移动平台的运动约束方程,通过建立移动机械手各刚体的雅克比矩阵,推导出刚体和整个系统的动能。最后利用Lagrange-d′ Alemert原理建立了移动机械手系统的动力学模型。     

基于第二类拉格朗日方程的水雷内末弹道仿真

内末弹道是内弹道向中间弹道的过渡阶段，其运动参数关系到发射平台发射水雷的安全性。水雷经内弹道的高压气做功获得一定的出管速度后，在内末弹道阶段其仅在惯性的作用下继续运动，且其运动状态受到潜艇鱼雷发射管的约束。通过对水雷在内末弹道的运动受力分析，利用第二类拉格朗日方程建立内末弹道动力学模型，并在确定方程右端的广义力时加入了流体动力，给出了内末弹道参量与水雷出管速度的关系曲线图，仿真结果表明，适当增加水雷的出管速度可提高发射平台发射水雷的安全性。     

事件驱动多关节机械臂轨迹跟踪自适应鲁棒控制

针对具有不确定干扰和建模误差的多关节机械臂轨迹跟踪控制问题,基于自适应鲁棒控制算法提出事件驱动跟踪控制器。通过自适应鲁棒控制保证多关节机械臂轨迹跟踪精度,处理不确定干扰和建模误差带来的不确定性影响。利用事件驱动控制框架,以当前跟踪误差和期望状态等变量作为输入定义事件驱动系统的变量。根据Lyapunov稳定性理论获得了驱动条件,且证明了无Zeno现象发生,使系统在满足驱动条件时更新控制指令,从而减少系统能耗与通信频率,提高系统的可靠性,保证多关节机械臂跟踪控制系统半全局最终一致有界。通过仿真验证了理论结果的有效性。     

模糊推理在冗余机械臂运动规划中的应用

针对冗余空间机械臂关节角速度向量轨迹规划中多个约束条件协调控制的难题,提出了基于模糊推理的多约束条件下机械臂关节角速度向量轨迹规划控制算法.将冗余机械臂执行的任务按重要性分解为一系列以向量形式表示的子任务,在完成主要任务的冗余空间内,完成次要任务.由模糊系统确定某一时刻需要优化的约束条件,以及对约束条件的执行程度,使得在完成主要任务的前提下,所有约束条件都得到最大限度满足.仿真结果证明了所提出算法的有效性.     

双柔性空间机械臂动力学建模与控制

大多数研究者在空间机械臂动力学建模时,只考虑了关节柔性或者臂杆柔性,并且通常采用假设模态法对臂杆的变形进行描述,但该方法仅适用于小变形情况。基于这种情况,采用自然坐标法对柔性关节进行建模和绝对节点坐标法对柔性臂杆进行建模,得到了既包含关节柔性又包含臂杆柔性的空间机械臂动力学方程,并能精确地描述臂杆的小变形以及大变形。利用5次多项式对关节轨迹进行规划,通过逆动力学得到关节的前馈驱动力矩;采用PID控制策略,作为反馈输入。在二连杆柔性关节柔性杆机械臂上进行数值仿真。仿真结果表明：该控制策略在实现关节轨迹跟踪控制的同时,也能有效减弱机械臂的振动。     

柔性空间机械臂末端运动及柔性振动的模糊自适应补偿控制

讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,具有不确定参数的漂浮基柔性空间机械臂系统载体姿态与末端爪手惯性空间轨迹跟踪的模糊自适应补偿控制和柔性振动优化控制问题.利用拉格朗日方程和假设模态法并结合系统动量守恒关系,分析、建立了柔性空间机械臂系统的动力学方程及运动Jacobi关系.以此为基础,使用奇异摄动法和2种时间尺度的假设...     

主战坦克用永磁系磁防护技术研究

该文简述了当前主战坦克磁防护技术发展概况和水平; 着重阐明了永磁系磁防护技术的基本理论和主战坦克用永磁扫雷装置的结构设计; 介绍了实际测试永磁扫雷装置的磁场特性及其防护效果     

水雷攻击直升机弹道设计与仿真

针对传统水雷无法防范直升机的猎雷、扫雷问题,提出了利用水雷出水攻击直升机的解决方案,分析了出水过程中介质发生突变时水雷的受力变化,建立了水雷水中、空中运动方程组和直升机的运动数学模型,设计了水雷的出水攻击弹道,并通过仿真程序对攻击弹道进行研究。仿真结果表明,所设计的水雷攻击直升机弹道是可行的。     

双连杆柔性臂的鲁棒轨迹控制

对双连杆柔性机械臂的轨迹跟踪控制提出了一种鲁棒控制方法。基于奇异摄动法将双连杆柔性机械臂系统分离为慢变和快变两个子系统，对两者分别采用滑模变结构控制和Ｈ＾∞控制，由此得出的组合控制则使系统精确跟踪期望的轨迹，抑制弹性振动。最后，通过实验台对本文提出的控制方法进行了实验研究。     

水雷出水攻击空中弹道设计与分析

针对水雷出水攻击的作战模式,设计了该模式下的空中攻击弹道,建立了水雷出水攻击弹道数学模型,分析了垂直上升弹道的姿态稳定控制、快速转弯弹道的限制转弯角速率和设置俯冲角、俯冲攻击弹道导引等关键技术,最后对各段弹道的动态特性进行了仿真。仿真结果表明,预设弹道稳定可控,能按预设弹道实施对目标的打击。     

水雷出水攻击弹道规划与仿真

在信息战和网络战条件下,水雷出水攻击目标可以大幅增大封锁半径,并且将封锁领域从水面扩展到低空,从而可大大提高主动攻击水雷的作战效能。分析了水雷出水攻击作战过程的特点,提出了水雷出水攻击弹道方案和弹道规划方法,并就3种典型作战态势进行了弹道仿真,结果表明,该弹道方案可以使水雷有效命中目标,从理论上证实了弹道方案的可行性。研究成果可为工程设计人员提供参考。