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。     

双绳驱动空中机械臂协同搬运控制研究

为解决双绳驱动空中机械臂协同搬运时的接触控制问题,提出了一种基于非奇异快速终端滑模的阻抗控制策略。首先,考虑绳驱动机制的柔性效应,建立计及关节柔性的双机协同系统动力学模型,并推导出任务空间内的阻抗方程。然后,设计协同阻抗控制策略,借助非奇异快速终端滑模面来加快系统状态量的收敛速度,利用幂次函数削弱输出力矩抖振效应。同时,在Lyapunov框架下分析了所设计控制器的稳定性。最后,通过控制器性能比较仿真和协同搬运仿真对所提控制策略的有效性进行了验证。结果表明,所提控制器响应速度快、控制精度高及稳定性好,能够有效抑制系统抖振。     

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...     

基于EDEM和Fluent的废电路板颗粒气流静电分选仿真研究

为了提高废电路板破碎料的分选效率,选用铜颗粒和玻璃颗粒作为研究对象,利用静电气流复合分选技术在EDEM和Fluent耦合仿真下寻求最佳的分选参数。并在Fluent中添加风,对风速进行优化。结果表明:施加在两极板上的库仑力在±1.7×10⁵nC之间时,粒径为3mm的颗粒综合分选效率最优,在此基础上,当风速达到35m/s时,综合分选效率都优于静电分选效率。     

通过工业设计促进我国纺织机械创新发展的研究

着重从新材料运用、色彩设计、外观特征造型、人机界面设计和模块化设计等五个工业设计创新手法展开论述,通过这些方法改进我国纺织机械存在的不足,还就纺织机械的配件和周边产品提出了改进办法。     

浮纹贾卡经编机纱线选取机构的设计

为开发浮纹贾卡经编机,研究了其关键构件选纱钩针运动机构的设计问题。经过分析编织工艺、选纱钩针的运动要求,得知为具有２ 次停歇的往复直线运动,根据运动要求中的变化规律、动程、长距离传动等特点,选择相应运动实现机构为平面连杆 - 凸轮组合机构,具体采用平面八连杆机构和凸轮机构串联构成。采用图解反转法综合出其中 2 组平面四杆机构的尺度,用解析法求出滑块机构的尺度和主动凸轮的实际廓线。针对 RJWB3/2 型浮纹贾卡经编机机型,选纱钩针运动动程为19mm ,在升程、远休止、回程和近休止段对应主轴转角分别为150°、30°、80°、100°,据此设计出平面连杆凸轮组合机构中各个连杆机构的尺度和主动凸轮的实际廓线。     

悬停状态下旋翼飞行机器人自适应鲁棒控制

针对加装二自由度绳驱动机械臂的旋翼飞行机器人在悬停条件下的抗干扰控制,提出了一种自适应终端滑模控制策略.将系统分成四旋翼飞行器和机械臂两个子系统,分别采用拉格朗日法与牛顿-欧拉法获得各自的动力学模型.在Lyapunov稳定性框架下设计了旋翼飞行器人的抗干扰轨迹跟踪控制器,并引人自适应策略来估计扰动上界.通过3个仿真算例...     

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.