风机叶片打磨机器人的动力学控制

针对风机叶片打磨加工的特性,设计了可替代人工作业的机器人系统.在对风机叶片打磨机器人系统进行动力学建模的基础上,分别提取出移动平台和机械手的动力学模型.针对两个子系统分别采用了滑模控制和PD(比例微分)反馈控制.最后进行了仿真实验,通过对实验结果的分析得出:所建立的控制器可实现对风机叶片打磨机器人的有效控制,仿真结果符合移动机械手系统的相关特性.     

混凝土柱内部缺陷的红外热成像无损检测

以含有缺陷的混凝土结构试件为研究对象,运用传热学理论,对热流在试件内部的传递过程进行了仿真分析,获得了试件表面的温度信号.结果表明,缺陷处与完好材料处对应试件表面温度存在着明显差异,红外热成像无损检测技术可用于实现对混凝土内部缺陷的检测.     

基于视觉的服务机器人轨迹跟踪控制

根据移动服务机器人的运动学模型和针孔摄像机成像原理,完成了机器人的速度向量由视觉空间到任务空间的变换。采用视觉伺服控制方式,结合反步设计思想,设计了具有全局渐近稳定的轨迹跟踪控制器,并利用Lyapunov函数进行稳定性分析。仿真结果验证了所设计控制器的有效性和正确性。     

移动臂式服务机器人的鲁棒补偿控制

由移动平台和操作臂构成的服务机器人同时具有可移动性和操作性,但移动平台和操作臂之间存在着耦合干扰,系统建模复杂.基于此,建立了服务机器人的标称模型,利用非线性反馈实现了系统解耦,提出了计算力矩加比例和微分反馈的控制算法.针对控制系统存在的建模不确定性和干扰,对已建立的控制律进行补偿,并采用Lyapunov方法确定补偿项,实现了移动服务机器人对期望轨迹跟踪的鲁棒控制.对移动平台系统和机械臂系统进行了仿真实验,实验结果表明,所提出的控制方案能实现对移动臂式服务机器人的鲁棒控制,验证了所设计控制律的有效性和正确性.     

CFRP/Al蜂窝结构缺陷红外热图特征的多结构形态学-PCNN识别

CFRP/Al蜂窝结构在制备和长期服役过程中易产生脱粘、分层、积水等缺陷,因此采用红外热波无损检测技术对其状态进行检测尤为重要.在采集CFRP/Al蜂窝结构缺陷红外热图像序列的过程中,存在着较大的背景噪声,容易产生对缺陷的检测效率低、对比度差等问题.为了提高缺陷检测效果,采用主成分分析算法对去除背景后的红外图像序列进行缺陷特征信息降维处理,有效滤除红外图像序列中的不均匀背景噪声.结合多结构形态学和脉冲耦合神经网络(PCNN)混合算法对缺陷区域进行图像增强和图像分割来提取缺陷区域.实验结果表明,采用上述方法,能够进一步地滤除红外图像的不均匀背景噪声,改善缺陷区域提取效果,有效提高缺陷检出率.     

CFRP/Al蜂窝结构缺陷巴克编码热波检测及匹配滤波

CFRP/Al蜂窝板构件长期服役于恶劣环境,易引发脱粘和积水等涉及运行安全的缺陷。以同时含有脱粘和积水缺陷的CFRP/Al蜂窝复合板材为检测试件,运用巴克编码调制脉冲压缩信号驱动卤素灯作为外部激励源,用红外热像仪采集试件表面的红外热图序列。设计并运用三维匹配滤波器对所采集的图像序列进行处理,在4种不同量化方式的条件下,获得有关脱粘和积水缺陷的8个热波响应结果,并对这些结果进行多角度对比分析及信噪比评估。结果表明:巴克编码激励具有调制简单、易实现等优势,结合三维匹配滤波器可有效抑制红外热图背景噪声和提高信噪比,能实现在低功率热激励条件下对复合材料内部脱粘和积水缺陷的有效检测。     

面向食品生产的高速自动分拣系统的研究

针对我国食品生产分级与分拣的实际情况,基于Delta并联机构和机器视觉技术,构建面向食品生产的高速自动分拣系统.充分考虑Delta并联机构的特殊几何特性以及运动约束条件,运用空间矢量代数的方法,建立Delta并联机构的简化运动学模型,解析求解并联机构的正解与逆解,求解过程简单、直观,正解求解结果唯一.     

方瓶三面贴标过程运动轨迹的仿真研究

分析了方瓶贴标机的贴标原理,根据方瓶三面贴标原理,运用Matlab 7.0拟合出了方瓶贴标过程中的理论运动轨迹。利用ADAMS仿真软件建立了方瓶的贴标模型,并进行了仿真研究,得到了方瓶的仿真运动轨迹。通过理论轨迹与仿真轨迹的对比,分析了方瓶运动轨迹的正确性及特点,为方瓶三面贴标机构的设计提供了参考。     

啮合同向双螺杆侧间隙的研究

通过对啮合同向双螺杆的侧间隙的分析,进一步简化了侧间隙面积的数学模型,计算了侧间隙面积,绘制了侧间隙面积与螺杆外径的拟合曲线,为双螺杆挤出机的设计制造提供了依据.     

移动机械手作业过程的阻抗控制

在分析移动机械手与外界作业环境位置关系基础上,建立工件加工过程的控制模型,分析了阻抗滤波器、位置控制器和环境阻抗.建立了基于SolidWorks、ADAMS和Matlab/Simulink环境下的移动机械手操作加工仿真平台,进而开展移动机械手作业过程操作力控制的仿真研究,结果表明,所提出的控制策略合理可行.