考虑关节柔性的绳驱动空中机械臂关节空间鲁棒控制

空中机械臂在外部环境交互作业方面表现出很强的研究和应用价值,但当前系统位姿控制性能较弱、负载能力不足以及续航时间短的问题严重制约其作业能力的提升.鉴于此,设计一种带有绳驱动机械臂的新型空中机械臂系统,并将引入绳驱动机制带来的柔性效应等价到关节处,建立考虑关节柔性的刚柔耦合动力学模型.首先,针对系统在集总干扰下的关节空间轨迹跟踪控制,采用线性扩张状态观测器对集总干扰进行估计和补偿,并采用超螺旋算子和分数阶非奇异终端滑模以保证系统在到达阶段和滑模阶段均有较好的控制性能;然后,在Lyapunov稳定性框架下验证所设计控制器的稳定性;最后,通过可视化仿真和地面实验对所设计控制器的有效性进行验证.实验结果表明,所设计的鲁棒控制器比其他两种现有的控制器具有更快的响应速度、更强的抗干扰能力以及更高的跟踪精度,能够满足绳驱动空中机械臂的控制需求.     

超声破碎混凝土的力学模型与仿真分析

运用功率超声波理论,根据混凝土材料的结构特性及力学对超声波在混凝土中能量传播所产生的相关效应进行了理论模拟和试验研究,建立了超声波破碎混凝土的力学模型,根据理论分析搭建试验平台,通过试验对仿真结果进行验证分析。试验结果证明,功率超声能够较好地破碎混凝土。功率超声的功率对混凝土的破碎有较大影响。     

齿轮箱监测无线传感器节点设计

针对传统齿轮箱振动有线监测系统的不足,设计了一款基于ZigBee协议的无线传感器节点。节点以低功耗的STM32单片机为核心,内置Contex-M3核。选取MEMS加速度传感器采集振动信号,使用LTC4070芯片管理电源电路,选用大容量SD卡作为数据缓存区。为了提高程序运作效率,引入RT-Thread操作系统。采用ZigBee和GPRS混合型无线通讯方式。重点介绍了基于齿轮箱振动的无线监测节点的原理与特点,以及节点主要模块的软硬件系统设计。并设计相应试验进行测试,测试结果表明:该无线节点适用于齿轮箱的振动监测。     

基于通用生成函数的结构可靠性优化策略

为提高工程结构可靠性设计优化(RBDO)的求解精度,提出一种基于通用生成函数(UGF)的RBDO新方法.一方面通过系列响应面建立设计变量与概率指标的动态映射,消除传统双循环算法的内层循环;另一方面引入UGF进行可靠性分析,避开传统矩法在处理随机变量非正态、功能函数高度非线性问题时精度低或无法收敛的劣势.同时,结合非均匀...     

暗环境中规则障碍物检测方法研究

文章针对暗环境中激光探测障碍物的准确定位问题,根据图像灰度特征提出一种灰度直方图统计阈值适应算法.首先对投射激光的图像做灰度直方图统计绘制,通过对直方图进行平滑和多项式拟合求导,筛选最大值对应的灰度;然后将最大值灰度与次最大值灰度的差值作为二值化阈值,次最大值灰度需满足小于最大值条件,得到二值化后的图像;最后通过对二值...     

空间RSSR机构的装配偏差区间分析

针对空间RSSR曲柄摇杆机构装配偏差分析问题,首先基于区间分析法和三角模糊数的概念建立了包含间隙和杆长尺寸偏差变动信息的区间模型,构建了偏差回路和非线性区间参数方程组,并对非线性区间参数方程组进行了求解.其次,对空间RSSR机构进行了运动仿真,得出了输出角的名义数据,并与非线性区间参数方程组的求解结果进行对照,绘制出了角位移曲线及不同隶属度情形下的角位移偏差对比曲线.最后,分析了关节处间隙变动和杆长偏差对机构输出角位移偏差的影响.分析结果表明:在机构输出角位移曲线的极小值与极大值点附近,间隙与杆长的变动对输出角位移偏差的影响较显著,且间隙与杆长误差越大,角位移偏差受到影响也越大;调整隶属度数值至合适数值,机构输出角位移偏差有明显改善.     

电流密度对超临界石墨烯电铸层微观结构与性能的影响

为获得电流密度对于超临界石墨烯复合铸层微观结构和力学性能的影响规律,在超临界二氧化碳流体(SCFCO_2)环境下进行了镍基石墨烯复合电铸试验,采用扫描电镜、数显式显微硬度计、微摩擦磨损试验机、光学轮廓仪等对镍基石墨烯复合电铸层进行表征。结果表明:当电流密度从3 A/dm~2逐渐增大至9 A/dm~2时,石墨烯复合电铸层的显微硬度、耐磨性呈持续增大趋势;当进一步增大电流密度时,复合电铸层显微硬度和耐磨性开始降低。在压力为10 MPa,温度为52℃,电铸时间为50 min,电流密度为9 A/dm~2时,石墨烯复合电铸层的显微硬度达到最大860 HV0.2,磨痕截面积最小1 145μm~2,石墨烯含量达最大0.713%。与普通电铸条件相比,SCF-CO_2电铸条件制备的石墨烯复合电铸层显微硬度和耐磨性分别提高了1.25倍和1.31倍。     

四旋翼偏航系统的优化神经网络滑模控制

针对四旋翼偏航控制系统,提出了一种运用遗传算法优化的神经网络滑模等效控制方法。此方法采用遗传算法对神经网络的权值和阈值进行优化,提高了四旋翼偏航系统的动态控制品质;利用BP神经网络输出代替传统离散滑模控制趋近律中的到达速度常数和趋近速度指数,有效地克服了传统离散滑模控制的趋近律中参数选取不合适会导致系统状态发散或产生剧烈抖振问题。Matlab仿真分析表明,这种控制方法拥有较好的控制跟踪性能,不但使控制系统对外部扰动具有很强的鲁棒性,而且保证了良好的动态品质并消除了系统的高频抖振。     

同步器齿套锻件漏工序检测系统北大核心CSCD

同步器齿套锻件尺寸小,在加工过程中容易出现漏倒角、漏沟槽、漏铣齿等现象,需要人工检测出漏工序产品。传统的人眼识别困难且识别效率低、劳动强度大、产品成本高。设计了一套基于机器视觉的同步器齿套锻件漏工序检测系统。通过视觉检测装置,将原输送线上所拍摄的工件图像导入计算机,采用模板匹配法检测出漏工序产品,并将不合格产品进行分拣。实验结果表明:同步器齿套锻件漏工序检测系统的检测精度达到90%以上,检测机构总速度达到20 s左右。该系统能够代替人工完成对同步器齿套锻件漏工序的检测并分拣,提高了识别效率。     

宏观接触热阻研究综述

基于国内外学者在宏观接触热阻领域的研究成果,阐述了宏观接触热阻的理论研究和工程应用现状,介绍了宏观接触热阻的理论计算方法、实验测量方法和数值模拟方法,明确了各种方法的优缺点.简述了宏观接触热阻的影响因素,基于中国聚变工程实验堆(CFETR)低温超导线圈的降温实验,创建界面接触热阻分析模型,详细分析了热流方向、温度、压力等因素对超导磁体不锈钢铠甲、介电绝缘材料、失超保护材料接触热阻的影响,并进一步探究了温度、压力等因素导致接触热阻发生变化的热力学原因.最后,结合工程计算中对准确性和便捷性的要求,指出了接触热阻的未来研究方向.