面向草莓抓取的气动四叶片软体抓手研制

农林业中果蔬的自动化采摘需求日趋强烈,末端抓手是实现无损采摘的关键。传统的末端抓手以刚性结构居多,现有的各种柔性抓手也存在抓取力不足、包覆性不佳等缺点。本文以草莓的无损采摘为研究对象,提出将草莓外部轮廓曲线作为设计曲线,设计了一种新型气动四叶片软体抓手。首先,对软体抓手的结构做仿真优化,提出一种安全地附着在目标物表面的设想。然后,在进行草莓表面的最小破坏应力试验的基础上,测试了软体抓手的末端力,验证了其实现无损抓取的可行性。再次,利用动态捕捉技术,研究了软体抓手叶面的弯曲变形规律。最后,选择使用弧线型气体通道的软体抓手进行了草莓抓取测试,结果证明了气动四叶片软体抓手可以实现草莓的无损抓取,抓取成功率达90%,破损率为2%,表明所研制的四叶片软体抓手用于草莓抓取时具有良好的稳定性和实用性,可用于草莓采摘的末端执行器。本研究也可为其他易损果蔬的采摘技术提供理论基础和技术支撑。     

刚柔结合的充电机械臂设计

针对大型运输设备上的电池充电补给任务,设计了一款刚柔结合充电机械臂.针对机械臂的柔性部分和刚性部分分别分析了关节、任务、驱动空间之间的运动映射关系,给出了两级柔性臂的解耦运动学算法,使用蒙特卡洛方法求解了机械臂的工作空间,验证了机械臂设计的合理性,并用Adams软件进行动力学仿真分析,校核了设备选型的安全性.     

5500HP新型大功率电驱压裂系统的研制

为解决传统压裂泵车组单机功率小、排量低、运行噪音大及排放物污染环境等问题,研制了5500HP新型大功率电驱压裂泵系统。该系统采用24脉波整流技术、二极管箝位式(NPC)三电平技术,结合PLC及多相电机控制技术给六相异步电机供电直接驱动柱塞泵,具有网测谐波电流小、流量控制精度高、低噪、零排放等特点,实现了全电驱单机大功率运行的突破。本文从5500HP新型大功率电驱压裂系统研制出发,系统给出了电机功率、种类、电压等级、功率器件及变频器拓扑结构等的设计选型方法。最后通过选取该电驱系统运用的典型实例,验证了该系统具有的优势和实用性。该装备的研制成功为我国页岩油气田电动、绿色、智能开发提供了新的装备支撑。     

基于图像处理研究铁尾矿的熔化行为

作为主要成分的SiO2是铁尾矿中最难熔化的部分.通过一组SiO2的熔化时序图像来探究铁尾矿的熔化情况.首先,进行图像预处理,建立质心位置追踪模型和体积估算模型.将灰度图转化为二值图,利用卡尔曼滤波器进行质心追踪和对质心运动轨迹的描述.通过计算二值图中0像素的数量得到面积随时间变化的图像,拟合出熔化过程函数.结合二值图中目标物体的边界信息得到的参数量建立多元线性回归模型.估算颗粒扁平度和物体的体积,熔融速率通过颗粒集合的质量变化函数得出.     

基于APD的2.5D封装中介层自动化设计

由于高带宽存储器(High Bandwidth Memory,HBM)的高带宽特性,在2.5D封装中介层(Interposer)的版图设计过程中存在大量HBM接口的连线需要手动完成。介绍了如何使用SKILL语言在Allegro封装设计工具(Allegro Package Design,APD)中实现HBM接口的自动布线,将原来的手动布线时间从2周缩短到10 min,大大压缩设计周期。     

基于AWDO算法的主动悬架LQR控制优化

车辆主动悬架LQR控制研究的关键是性能指标加权系数的选择,针对这个问题,文中提出了一种基于改进风驱动优化算法的LQR控制器加权系数优化方法。利用协方差矩阵自适应评价策略算法(CMAES)确定传统风驱动优化算法(WDO)的固有参数,得到自适应风驱动优化算法(AWDO)。将LQR控制器性能指标的加权系数作为优化目标,在解空间中迭代搜索,寻找目标函数值最小的位置。通过实验仿真,并与粒子群算法(PSO)和遗传算法(GA)比较,该算法的收敛速度、收敛精度和鲁棒性更好,优化后的主动悬架性能比相应被动悬架的性能更优。     

基于改进差分进化算法的时间调制阵列多波束优化形成

提出了一种基于时间调制阵列的数字多波束形成方法。时间调制阵列会产生基波分量和各次谐波分量,通过调整各个单元的控制时序,实现谐波分量的幅度和相位综合,可以在正负第一次谐波处实现期望方向的波束形成。同时采用改进差分进化算法来优化控制时序,进一步降低最大旁瓣电平,实现两个指向不同的数字波束的设计。最后通过与时间调制阵列波束形成和基于基本差分进化算法的时间调制阵列波束形成对比,验证了该算法在数字多波束形成中的可行性和有效性。     

基于多线程和管道的协议数据驱动的框架模型设计

在基于装备的显控软件开发过程中，一般包含各种界面显示功能，通信数据收发功能，数据处理与转换功能，数据提交与分发功能。这些功能都是相互独立的部分，相互之间是异步工作的，这就需要他们之间能够相互勾连互通，相互之间能够通过内部协议数据进行驱动。功能技术实现需要借助于多线程和阻塞式读取管道协议数据的方式来实现数据驱动整个程序进行高效且实时地运转，这就大大提高了显控软件的实时性，有效地避免了界面反应迟钝和卡死的现象，也极大地提高了除界面以外其他功能独立于界面运转的实时性和对装备中显控软件以外其他与显控软件通信连接的部分应激反应的实时性。