机器人逆运动学差分自适应混沌粒子群求解

采用D-H法通过连杆坐标系变换矩阵建立机械臂运动控制模型,该模型呈现非常严重的非线性特性,传统方法难以求解。由于动态差分算法具有很强的全局搜索能力,而粒子群算法具有精确的局部搜索能力的特点,融合改进的动态差分算法和粒子群算法,并引入混沌映射初始种群和粒子群学习因子与惯性权重的自适应算法,提出多子群分层差分自适应混沌粒子群算法。该算法采用的多子群分层结构能提升个体共享群体信息的能力,底层利用动态差分算法进行全局搜索,顶层精英群利用改进的粒子群算法进行局部搜索。仿真试验和实际应用表明该算法在稳定性、搜索成功率以及收敛精度有显著提高,能有效解决机器人逆运动学模型的求解。     

基于混合驱动的大行程快速刀具伺服设计与控制

为获得高精度大行程快速刀具伺服（Long-range fast tool servo,LFTS）系统,以柔性铰链为运动导向机构,提出一种基于洛伦兹电磁力与压电混合串联驱动的LFTS系统构成策略。对于该混合驱动,基于洛伦兹力的音圈电机用于实现大行程运动,而高频响压电则对其进行高精度动态补偿。针对压电驱动,为提高系统输出刚度及寄生运动抑制能力,提出一种改进的具有完全对称构型的桥式柔性放大机构。两种驱动的垂直布置构型及压电驱动的完全对称性有效降低了驱动间动力学耦合。基于试凑法和智能优化算法,结合机-电-磁理论模型分别优化获得了音圈电机及压电驱动系统关键参数,并采用有限元仿真验证了设计的正确性。为获得高精度运动跟踪,提出音圈电机开环逆动力学控制及压电驱动闭环补偿LFTS整体运动误差的控制策略,借助所辨识系统动力学模型最优设计了相应控制器。最终,通过试验样机开闭环性能测试,验证了系统设计与控制策略的有效性。     

南堡深层潜山储层水平井欠平衡钻井技术研究与应用

南堡潜山是典型的以高角度裂缝、溶洞等储集油气的油气藏,存在井深、井温高、气油比高等地质工程难点,以往采用常规定向井勘探开发效率低,选择采用水平井钻井方式可有效沟通裂缝并提高潜山油气藏的采收率。但南堡潜山水平井面临安全窗口窄、井口密集、海油陆采位移大、井控风险大等实施难点,为了发现和保护 潜山储层、降低施工风险、保障潜山水平井的成功实施,开展了欠平衡环空多相流与压力控制、深井充气欠平衡MWD信号传输、随钻监测与储层评价等研究,形成了深层潜山水平井欠平衡钻井的优化设计、轨迹控制实施方案和现场监测评价方法。现场实施效果表明,欠平衡钻井技术的应用降低了潜山段钻井施工风险,有效地保障了潜山水平井的成功实施,取得了较好的地质效果,实现了南堡潜山的高效勘探开发,为同类储层的钻井工艺技术提供了借鉴。     

惯性矩对安全系数的影响

通过对惯性矩及安全系数的公式分析,研究惯性矩对安全系数的影响。若增大安全系数,在弯矩和形心不变的情况下,需增大惯性矩。而增大惯性矩,增加截面高度比增加截面宽度效果更好。     

基于LS-DYNA 的电镀CBN 硬珩齿动态仿真分析

用标准渐开线电镀CBN 硬珩轮加工齿轮后,一般情况下在工件齿形节圆 附近会出现“中凹”误差,在齿根处会出现“挖根”误差。由于误差形成的因素较复杂,很难用 解析法给出精确的计算。为此,利用Pro/E 和ANSYS/LS-DYNA 软件,对电镀CBN 硬珩齿 加工过程进行了动态仿真分析。通过对分析结果的提取,得到了齿面上沿啮合点轨迹分布的 等效应力值的数据表。由于等效应力与齿形误差有一定的联系,从而揭示了被珩齿面齿形误 差形成的内在原因,确定了被珩齿面齿形误差的位置和程度。这为硬珩轮齿面进行必要的修 形,提供了理论依据,得到的结果与实际加工相吻合。     

基于多特征融合的图像检索

目前图像检索的准确性是研究的难题,主要在于特征提取的方法。为了提高图像检索的精度,在图像底层特征研究的基础上,提出了一种综合多特征的图像检索算法--基于底层特征综合分析算法(CAUC)。首先,在YUV颜色空间下提取图像的平均值和标准方差作为全局颜色特征,获得图像的二值位图,提取其局部颜色特征;然后,基于紧密度和Krawtchouk矩不变量提取图像的形状特征;再根据改进的四像素共生矩阵算法提取图像的纹理特征;最后综合多特征将待查询图像与图像库中图像进行相似度计算,返回相似度高的图像。在Corel-1000的图像集上的实验结果显示,与原来仅考虑四像素共生矩阵的方法相比,CAUC的查准率与查全率没有明显降低,但检索时间大大减少;与另外两种多特征融合的图像检索方法相比,CAUC仍能在保证较高检索速度的同时提高查准率与查全率。实验结果表明,CAUC方案能有效提取图像特征,提高检索效率。     

Research of the algorithm of the closed-loop control system to control the piezoelectric actuator

The piezoelectric actuator has been widely used in precision instruments and precision control. However, hysteresis, nonlinearity and creep exist in the actuator, which limit actuator applications and affect accuracy. This thesis introduces fuzzy control as the algorithm of a closed-loop control system to control the piezoelectric actuator. Fuzzy control can make this closed-looped system not only have high linearity, repeatability,accuracy and few overshoot, but isalso easily used.     

视觉传感螺旋钢管埋弧焊内焊焊缝自动跟踪系统

针对螺旋钢管埋弧焊内焊,研制一种基于视觉传感的焊缝自动跟踪系统。以视频摄像机为传感器,在焊接点前方300 mm处检测递送边钝边棱边。对视频信号进行放大、整形和二值化处理,获得对应于钝边棱边的脉冲信号,以帧中心为基准,利用单片机进行偏离方向判断及偏差值计算,并将偏差信号以脉冲方式送入交流伺服电动机驱动器,由交流伺服电动机控制焊枪滑移台移动,确保焊丝实时对准焊缝。试验结果表明：采用视频摄像机识别钝边棱边实现焊缝自动跟踪的方法是可行的。系统响应周期小于50 ms,跟踪精度达±0.3 mm。     

拉拉铜矿老区地质找矿研究

在对矿山几十年来积累的生产资料进行研究的基础上,结合最新地质成果,对拉拉铜矿矿区构造进行了重新认识,进一步研究和总结了矿床地质特征和控矿因素,并就矿山后续地质找矿提出了建议.     

视觉传感铜包铝线缆TIG焊缝自动跟踪系统

针对铜包铝线缆TIG焊常出现焊偏的问题,研制一种采用视频摄像传感器的焊缝自动跟踪系统。以弧光为主动光源,在电弧前方20 mm处对铜皮对口缝进行摄像。采用模拟电路对视频信号进行放大、整形和以动态平均值为基准的二值化等处理,极大降低了信号处理的时间,并准确获得铜皮对口缝的脉冲信号。确定铜皮对口缝偏差方向判断及偏差大小计算的方法。试验结果表明,该焊接过程采用视频摄像传感器识别铜皮对口缝方法是可行的,能实现铜包铝线缆TIG焊的焊缝自动跟踪控制,系统响应周期小于60 ms,跟踪精度小于0.1 mm。