智能假肢膝关节的研发要点及其研究进展综述

目的 介绍国内外智能假肢膝关节研究的主要进展,为相关领域的研发提供可借鉴的思路.方法 基于机械结构、调控方式、驱动方式,对典型假肢膝关节进行了分类比较,并从假肢穿戴者的运动意图识别、驱动控制、人机协调控制等方面做了分析.此外,对假肢膝关节在智能化研究与安全性、个性化与通用性、人机共融技术、科学伦理、关键技术等方面需要注意的问题,提出了研发要点和技术思路.结论 智能假肢膝关节应注重安全性与稳定性,规避用户在使用过程中的潜在危险因素;实现假肢控制参数的自整定和灵活适配,在个性化与通用性上达到平衡;综合考虑人—机—环境因素,实现协调控制;坚持"以人为本",在技术方法和科学伦理两个方面开展医工结合的研究;突破关键技术限制,建立完善的社会医疗康复保障服务体系.     

采煤机牵引部双电机协调控制方法的研究

通过建立采煤机牵引部异步电机的动态数学模型,应用Simulink软件创建了双电机矢量仿真模型,分别对主从控制、并行控制、交叉耦合控制三种不同控制方法进行了仿真分析。结果表明:并行控制能够很好地解决两电机之间出现的滞后现象,但是当主电机受到外界扰动后,两电机的同步性不能得到很好的保证;交叉耦合控制不仅解决了两电机出现的滞后现象,并且在主电机受到干扰后,从电机能实现及时良好的跟随,使得牵引部有了更强的适应性。     

矿用带式输送机多电机协调控制技术的研究

针对输送带的黏弹性特性及落料冲击大的影响导致输送机在启动和运行过程中难以维持同步运行的问题,结合双电机驱动的带式输送机的实际控制特性,提出了一种多电机协调控制技术。该技术的控制原理为模糊均衡控制,采用该技术对输送机的各驱动电机转速进行协调控制,可极大提升带式输送机运行的稳定性。     

城市智慧排水系统控制研究

本文对城市智慧排水系统中泵站的远程控制原理进行了详细的分析与研究,根据城市智慧排水系统中泵站的具体运行情况,结合当前城市排水系统的实际需求,对泵站的协调控制设置了综合协调、远程遥控、自动运行、人工控制等四种控制模式,并给出了模式转换的条件。     

基于领航跟随法的多AUV编队控制算法研究

针对已知路径下基于领航者的多自主水下机器人(AUV)编队队形控制问题,提出了一种AUV路径控制和编队协调控制相结合的新型编队控制器。其中,AUV的路径跟踪控制采用反步滑模控制器,将AUV位置、姿态和时变速度跟踪转化虚拟速度控制,使AUV能达到期望的位置、速度等,避免了反步控制中的奇异值问题,并能够很好实现不确定的模型的控制,同时又提高了跟随者协同定位精度;在路径跟踪控制基础上,编队协调控制器将领航者与跟随者的位置误差控制转化为跟随者的速度误差控制,使跟随者能快速达到期望位置,从而使所有AUV实现期望的队形并保持。仿真实验对该控制策略进行了可行性验证,结果表明,该算法提高了编队的响应速度、控制精度和稳定性;再应用3台AUV进行了湖上试验验证,证明了该控制策略的有效性,能有效应用到实际中。     

基于以太网技术的通用双机弧焊工作站

以机器人焊接工作站在汽车零部件制造中的应用为基础,提出一种适用于多种焊接夹具的工作站解决方案。采用分层集散控制方式,提高了整个系统的效率和运行能力。基于同步控制理论制定了适用于双机器人协调焊接的控制策略。开发了由大量结构体和数组构成的夹具自由编辑系统,能兼容多种不同类型的夹具。构建了由主控制器为核心的工业控制系统,采用人机交互界面和现场检测设备,实现了对工作站运行状况的监控和预警。     

基于多目标优化的含电动汽车充换储一体化设施的微电网能量管理及协调控制策略研究

含电动汽车充换储一体化设施的微电网由于负荷用电的不确定性,使得微电网联网功率产生随机性,造成配电系统电压波动、功率不平衡等问题。为解决上述问题,开展了基于多目标优化的微电网能量管理及协调控制策略研究,通过微电网需求侧负荷分类控制、基于多目标优化的微电网动态运行管理以及微电网日前优化调度等控制策略,实现对微电网的能量优化管理;根据建立的多目标优化策略,对微电网系统上层、下层进行协调控制,并通过微电网能量管理策略优化联网功率,为含电动汽车充换储一体化设施的微电网的稳定运行提供理论依据。     

基于北斗短报文的ADS-B发射器设计与验证

结合广播式自动相关监视(ADS-B)和北斗卫星导航系统(BDS),设计出基于1090 ES数据链和北斗短报文的双链路发射器。通过航空器搭载发射器进行三地转场飞行测试,在接收天线距离地面15 m,航空器飞行高度为2 400 ft的情况下,测量出发射器ADS-B信号的有效作用距离为75～80 km,报文正确率为98.7%;超出发射器ADS-B信号发射范围后,由BDS通过北斗短报文提供频率为1 min一次的监视信号。在航空器位于转场起降点地面的状态下,接收站可以稳定持续的接收信号,监视距离达到150 km。测试结果验证了发射器ADS-B信号的持续性和稳定性,以及通过BDS长距离中继监视飞机状态的可行性,为实现航空器的广域飞行动态监视提供技术参考。