逆系统解耦附加变结构控制策略的仿真研究

为了克服传统串级调速功率因数低及能量损耗大等固有缺点,提出了一种基于逆系统解耦附加变结构控制的电流型PWM串级调速系统。为增强系统的鲁棒性,PWM逆变器选用逆系统解耦附加变结构控制策略,并对该控制策略进行详细推导,加之斩波电路选用转速电流双闭环PI控制,最终获得了系统的控制图。最后利用MATLAB对该控制策略的有效性进行了仿真验证。仿真结果证实系统不仅具有良好动态特性,而且提高了功率因数,减少了谐波,节约了能源。     

三维ABUS图像多平面联合显示平台的MATLAB实现方法

西门子公司的创新型三维自动化乳腺超声(ABUS)系统已获得国内外医院的广泛应用,但其成像结果只能通过配套的SIEMENS ABUS Workplace影像工作站进行显示。由于该影像工作站长期被临床检查所占用,很难满足医生额外的教学和科研阅片需求。同时,该影像工作站专用于乳腺病变诊断,无法扩展面向下肢静脉曲张、腹壁疝诊断等拓展应用的定制功能。为了解决这两个问题,本文在深入分析ABUS系统DICOM文件结构的基础上,提出了基于MATLAB的三维ABUS图像多平面联合显示平台实现方法,该方法对三维ABUS图像的处理和分析具有很大的应用优势和临床价值。     

高精度深海压力模拟装置的分析

基于深海环境的特殊性,以及在现场进行观察和研究的难度较大,在实验室建立深海模拟系统进行研究工作显得尤为重要。针对现有的高精度深海压力模拟装置,分析了充压至5 MPa后压力缸几何尺寸的变化,根据相关计算公式推导出了在密闭容腔内液体体积改变量与压力变化量之间存在迭代关系,然后通过MATLAB计算软件绘出了大、小活塞进给量与压力变化量的关系曲线图,得出了进给量与压力变化量之间近似呈线性关系,分析出可以通过精度较高的位移传感器来测量压力并且可以获得比标准压力传感器更高的精度,进而得出对于微小的压力波动可以通过位移传感器来精确标定的结论。     

6 SPS并联机构的运动学仿真与分析

位置正解求解是6-SPS并联机构运动学计算的难点,为方便确定位置正解,在ADAMS环境中为6-SPS并联机构的动平台添加一个初始多自由度驱动,进行运动学仿真。得出仿真位置逆解,并在MATLAB环境中求得理论位置逆解,验证了仿真位置逆解的正确性。将仿真位置逆解作为输入参数驱动此并联机构,得到其位置正解,结果表明:位置正解与初始多自由度驱动的值吻合,说明所得位置正解正确。表明运用上述方法可简单方便地计算出6-SPS并联机构所需的正解,可为此类机构位置正解的求解与控制提供参考。     

基于范成原理的CTC谐波齿轮传动柔轮齿廓的参数化设计与仿真

主要对圆弧-渐开线-圆弧(CTC)齿形谐波齿轮传动的柔轮进行参数化设计与仿真。首先对刀具的基准齿形进行设计,其次根据范成原理可得出与之共轭的柔轮齿形,最终基于MATLAB软件实现了柔轮齿形的参数化设计与仿真。     

基于MATLAB的Nomarski棱镜优化设计

根据落射式微分干涉相衬显微镜中Nomarski棱镜的光学原理,通过几何光学运算,推导出棱镜主要结构参数的理论关系式,利用MATLAB程序将关系式转化为二维曲线,再根据关系曲线的变化趋势来确定适合于Nomarski棱镜主要结构的参数取值范围,从而实现优化设计的目的。     

基于遗传算法的蜗杆蜗轮优化设计

以蜗轮的有色金属齿圈体积最小为目标函数,并从设计经验本身、运动性能、边界条件等方面建立合理的约束条件,建立了蜗轮齿圈的优化设计数学模型。应用MATLAB遗传算法工具箱寻求全局最优解。优化结果表明,采用遗传算法能够快捷有效地对蜗杆齿轮进行优化设计,是对蜗杆齿轮优化设计的一种有效方法。     

基于MATLAB的汽车ABS制动过程仿真

汽车上安装的ABS关系到汽车行驶制动过程中的稳定性和驾驶员的安全,所以对于ABS的研究至关重要。根据某车型建立了单轮系统模型和轮胎附着系数模型,第一,应用MATLAB在制动减压、增压和保压过程中进行:滑移率、车轮中心速度、线速度、地面制动力和制动力矩等参数的变化过程仿真;第二,仿真出不同质心位置对防抱制动系统的影响。由仿真图像可以清晰的看出每一个参数的变化过程,便于对今后ABS的改进有更好的理论依据,并且可知,当质心的位置由后向前变大时,可以使制动时间缩短,确保行车的安全。     

柔性气动连续体机器人关节结构设计与运动学分析

基于气动人工肌肉和缆绳组合驱动,提出了一种三自由柔性气动连续体机器人关节,该关节具有结构紧凑、柔顺性高、控制简单等特点。通过分析该机器人关节结构特性,采用修正的D-H法,建立了其正反解运动学模型,求解了其位置运动学解和速度运动学解,通过仿真验证了关节结构的合理性和运动学方程的正确性。     

助行训练机器人骨盆位姿机构动力学分析

为了辅助偏瘫病人完成行走训练,提出了一种助行训练机器人骨盆位姿控制机构,根据该机构的原理和组成,利用凯恩方法建立了骨盆平面机构的动力学方程,并根据骨盆位姿的运动规律进行了运动学仿真计算,得到了机构运动杆件的位移、速度和加速度曲线。通过解算动力学方程得到了驱动力曲线。计算结果表明:该骨盆位姿控制机构能够实现人体骨盆的位姿控制,通过控制x、z方向的移动机构和骨盆平面机构两个杆的伸缩,可以实现人行走训练时骨盆四个自由度的运动。