基于PSO-RBF的航空相机电源板故障诊断技术研究

针对机载航空相机电源板故障率高,传统故障诊断方法技术不足而造成的相机维护难度大的实际问题,提出一种基于PSO-RBF神经网络的电源板故障诊断方法。考虑选取RBF网络训练算法中隐含层节点数和中心参数的难题,采用实用粒子算法约简了RBF神经网络,设计了航空相机电源板故障诊断系统方案,并给出了诊断系统的软件模块和实现方法,实现了从计算机仿真到工程应用的电源电路故障诊断。仿真与实际检测实验结果均表明,系统在不依赖任何标准设备和附加测点时,可对航空相机电源板进行实时、全自动化故障检测,其故障现象的检测覆盖率为100%,故障诊断平均可靠性可达到97.73%,故障器件定位率可达到96.89%。     

新型锻造操作机主运动机构控制系统设计(邀请论文)

基于运动链图拓扑图库,提出一种新型六自由度前后双提升驱动锻造操作机工作装置.该装置不仅可以控制夹钳提升的同步性,还能更好地适应偏载工况.基于虚功原理建立了该新型锻造操作机主运动机构的动力学模型,并结合液压缸系统模型,设计模糊PID控制器实现对锻造操作机夹钳末端的运动跟踪.对夹钳在竖直平面运动进行轨迹规划并确定运动过程中液压驱动各单元所需提供的驱动力.基于Matlab/Simulink平台搭建控制系统仿真模型,在给定负载情况下,分别对夹钳的竖直提升运动、水平运动以及俯仰运动进行仿真分析,得到系统单位阶跃响应与正弦响应跟踪曲线及误差曲线.研究结果表明:基于该新型锻造操作机,采用模糊PID控制器能够快速、精确地获得新机构的性能参数并高效地完成跟踪,使系统保持良好的稳态性能与动态特性.     

水下结构物修复用先进机械手软硬件关键技术综述

机器人进行水下结构物维修时,不仅处于非结构化环境,而且存在浮游碰撞危险,作业区域可达性差,水下环境识别困难等特殊问题,所以,进一步提升机器人智能化水平非常重要。英国GRL公司用于焊缝检验的先进海底机械手ARM系统采用先进的人机接口以及工厂用机器人的某些技术,实现了机械手的控制。以ARM的开发经验为基础,目前GRL公司正在研制更为先进的机器人控制系统Polecat,该系统将用于ROV导航员的训练平台Rovsim以及一系列欧盟和商业项目之中,其适用场合不仅包括海洋工程,也包括核电和其他环境。     

双目立体视觉的无人机位姿估计算法及验证

针对无人飞行器在未知复杂环境下的导航问题,提出了一种基于双目立体视觉的无人飞行器位置和姿态估计算法。用双目摄像机采集立体图像序列,对图像进行立体校正后使用Harris算法提取特征角点,用NCC算法获取匹配特征点,导出摄像机坐标系下的特征点坐标,得到三维立体特征信息,使用RANSAC算法与L-M迭代算法得到无人飞行器姿态和位置估计值。实验结果表明,基于双目立体视觉的位姿估计算法能适应未知环境变化,计算结果与实际位姿量相比误差小,能满足无人飞行器导航要求,可为无人飞行器的导航实现提供一套新途径。     

基于机械臂运动的组合航天器惯性参数在轨辨识

随着空间技术发展,交会对接任务越来越多,服务航天器与目标航天器对接形成组合航天器后惯性参数会发生明显变化。因此,提出一种基于机械臂运动的组合航天器惯性参数在轨辨识方法。该方法可以分为2步:第一步辨识组合航天器的质量和质心;第二步辨识组合航天器的惯性张量。该方法优点是实现了质量、质心与惯性张量等辨识参数的相互解耦,不需要消耗航天器上宝贵的喷气燃料,仅需要测量航天器的速度,而不是加速度和力。仿真结果验证了方法的有效性。     

An optimization model of UAV route planning for road segment surveillance

Unmanned aerial vehicle （UAV） was introduced to take road segment traffic surveillance. Considering the limited UAV maximum flight distance, UAV route planning problem was studied. First, a multi-objective optimization model of planning UAV route for road segment surveillance was proposed, which aimed to minimize UAV cruise distance and minimize the number of UAVs used. Then, an evolutionary algorithm based on Pareto optimality technique was proposed to solve multi-objective UAV route planning problem. At last, a UAV flight experiment was conducted to test UAV route planning effect, and a case with three scenarios was studied to analyze the impact of different road segment lengths on UAV route planning. The case results show that the optimized cruise distance and the number of UAVs used decrease by an average of 38.43% and 33.33%, respectively. Additionally, shortening or extending the length of road segments has different impacts on UAV route planning.     

JZ-3型水轮机修复机械手路径轨迹规划

针对水轮机修复机械手在水轮机转轮的异性叶片曲面上焊接的路径轨迹规划问题,在概述了水轮机修复专用机械手运动方程的基础上,论述了经过修订的两种笛卡尔空间路径轨迹规划算法.为使规划的路径轨迹准确通过补焊位置而减小误差,同时尽可能使工作路径涵盖绝大部分的水轮机叶片曲面,提出了任意四边形内多焊道等宽路径轨迹规划的概念、算法和相应步骤.编程和仿真显示此方法可用于异形曲面的路径轨迹规划,并使焊道涵盖90%左右的水轮机叶片表面.     

车载气瓶拆装机械手电液控制系统

以车载气瓶拆装机械手为研究对象,分析了其运动特点,并设计一套液压控制驱动及其电器控制系统。实验结果表明该控制系统能够满足车载气瓶拆装线生产需求。     

基于液压驱动的数控机床上下料 机械手的设计与研究

针对数控机床自动化生产线的工件上下料,设计了机械手的手腕部位和执行手爪的齿轮式机械结构。采用液压控制系统控制机械手的3个执行机构运动,其中,垂直手臂的上升、下降采用垂直升降液压缸,手腕部位的前伸、后缩采用水平伸缩液压缸,执行手爪的夹紧、张开采用柱塞液压缸。对机械手的力学性能进行分析与计算,证明机械手装置简单可靠,具备抓取、搬运30 kg工件的能力。通过对PLC控制系统的设计,使机械手达到了生产线上工件自动上下料的功能要求。     

悬停状态下旋翼飞行机器人自适应鲁棒控制

针对加装二自由度绳驱动机械臂的旋翼飞行机器人在悬停条件下的抗干扰控制,提出了一种自适应终端滑模控制策略.将系统分成四旋翼飞行器和机械臂两个子系统,分别采用拉格朗日法与牛顿-欧拉法获得各自的动力学模型.在Lyapunov稳定性框架下设计了旋翼飞行器人的抗干扰轨迹跟踪控制器,并引人自适应策略来估计扰动上界.通过3个仿真算例验证了所设计控制器的有效性,结果表明,与其他控制器相比,本控制器具有较高的跟踪精度、较强的鲁棒性以及较好的抗干扰能力;机械臂质量的变化主要影响x通道和y通道的控制性能;本控制器基本能满足旋翼飞行机器人悬停作业的工作需求,具有一定的工程参考意义.