自重构机器人的拓扑描述和重构策略研究

为了完整描述自重构机器人整体结构的拓扑关系,提出了一种新的拓扑空间连接矩阵SCM。该矩阵通过模块间的连接状态以及单个模块的内架转角信息,能够自动识别系统中的运动支链并生成对应的运动学方程,为重构策略提供理论支撑。然后,根据单元模块的运动特点和主、被动连接面间的连接限制,文章结合SCM提出了一种无编号的分布式重构策略。将SCM与该重构策略相结合,可实现构型间的重构变换。最后,通过仿真实验,验证了该分布式重构策略的有效性。     

履带式移动机器人统一动力学建模及控制

通常人们采用分别对车体和机械手进行建模、控制的方法对机器人进行控制,文章突破了这种模式,以履带式移动机器人为研究对象,首先采用拉格朗日方法对移动机器人整体进行动力学建模,然后加入滑模控制方法并使用MATLAB进行仿真,仿真结果有效的验证了其建模的准确性和控制的稳定性。     

基于线性CCD的新型智能循迹机器人的系统设计

以TSL1401线性CCD作为传感器获取图像信息,以MK60N512单片机作为控制器设计了一种新型智能循迹机器人。针对图像二值化阈值处理计算量较大的问题,提出特征点法。该法仅计算图像特征点的像素值,可以在保证精度的前提下减少了程序的计算量。针对黑线轨迹提取运算量大的问题,提出了一种新的记忆扫描法,该法只需检测少数像素点即可精确提取黑线标识,简化图像扫描过程,缩短了运算时间。为了提高智能机器人系统的控制精度和稳定性,对电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真分析与验证。最后通过实验证明文中提出的算法可行有效。     

基于对偶四元数的机械臂运动学建模及分析

为了简化机械臂运动学表达形式,提高机械臂运动响应速度,提出了一种基于对偶四元数的正逆运动学建模方法。首先,利用对偶四元数建立机器臂正运动学的普适性方程,大大减少了正运动学的计算时间。其次,针对机械臂关节变量求解组合的问题,对现有的子问题进行描述并分成单轴和双轴两类子问题,该分类方法囊括了现有子问题分类,有利于关节变量分组求解。最后,以一个6R串联机械臂为例,进行了基于对偶四元数的正逆运动学建模及仿真分析。结果表明该方法有效,相比旋量法,其正运动学计算时间减少了约30%,其逆运动学求解几何意义更加明确。该方法可应用到其他子问题求解的机械臂构型。     

可重构机器人操作柔性悬臂梁动力学分析

利用变形旋量理论建立了6自由度AS-MRobot可重构机器人操作柔性悬臂梁系统的动力学模型。首先,通过简化处理将系统分解为刚性可重构机器人和柔性悬臂梁两个部分,分别建立动力学模型;其次,利用雅可比矩阵特性建立整个系统的动力学模型。该方法克服了传统建模方法只能在二维平面内考虑柔性悬臂梁的单方向变形问题,实现了在三维空间内考虑柔性悬臂梁的拉伸、扭转与弯曲等变形问题。建立的动力学模型更加逼近真实,有利于解决工业实际应用中柔性负载振动问题。然后,建立了整个系统的仿真模型,通过对比可重构机器人操作刚性悬臂梁和操作柔性悬臂梁的动力学曲线,验证了系统动力学模型的正确性。最后,分析操作柔性悬臂梁动力学中驱动力/力矩、柔性变形和模态等数据曲线,总结出可重构机器人操作柔性悬臂梁的动力学特性。     

变压器局部放电超声定位的现场应用

简述了超声波定位的工作原理,通过实例分析了中性点绝缘放电故障超声定位、围屏爬电故障超声定位、套管引线放电故障超声定位、分接引线放电故障超声定位和线圈绝缘压板及端部绝缘放电超声定位,并得出超声波定位的经验和体会。     

可重构机械臂构型自适应控制研究

针对可重构机械臂系统存在的不确定性及不同构型下的轨迹跟踪问题,提出了径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络鲁棒自适应补偿控制算法。设计了RBF神经网络补偿控制器自适应逼近补偿系统存在的未知项;为减小控制器逼近误差及适应构型变化时的鲁棒性,在控制律中引入了鲁棒项;基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论设计了构型自适应调节律和鲁棒项并证明了闭环控制系统的稳定性。最后,以两种典型的可重构机械臂构型进行研究,结果表明所提算法能够适应系统构型的改变,同时有效地补偿系统存在的不确定性。     

LabVIEW在形位误差测量与评定中的应用

针对传统的形位误差测量与评定中存在的若干问题,利用"软件就是仪器"的思想,设计了基于LabVIEW的测量与评定软件。由软件控制采集卡获得被测数据、实现数字滤波、生成误差曲线、自动计算形位误差值。实验结果表明,软件具有良好的人机界面、计算准确、稳定可靠,可以满足工业测试的需要。     

蒙皮裂纹点阵夹芯梁振动特性分析及裂纹识别

主要研究了含蒙皮呼吸裂纹金字塔型点阵夹芯梁的振动特性。基于夹芯结构折线理论,考虑呼吸效应引起的刚度周期性变化,推导出系统的动力学方程。分析裂纹深度和裂纹位置对裂纹夹芯梁固有频率的影响,运用频率响应曲线、波形图和相图研究了裂纹参数对夹芯梁强迫振动响应的影响。研究结果显示,超谐共振响应对裂纹参数的变化较为敏感,可以利用其相图的几何特征识别裂纹参数。     

柔性测量臂的RPY建模与误差标定

为了提高1P3R型柔性测量臂的检测精度,提出了一种自适应误差标定方法来完成它的参数标定和误差补偿。首先,基于RPY理论建立柔性测量臂的运动学模型并应用微分法推导了误差模型。然后,基于马尔柯夫链收敛性理论进行实数编码;在遗传算法(GA)中引入自适应控制算子,提高了父代种群的多样性和最优个体变异数量;最后,对比分析了归一化GA、一般GA和最小二乘法等3种算法的误差标定精度及其收敛性,验证了所提出方法的有效性和可行性。结果显示:归一化GA仅用328代寻优计算,其精度达到5.2μm,收敛速度是一般GA的2.3倍且精度提高了3.1μm;最小二乘法经20次迭代计算后停止收敛,精度仅为18.4μm。实验结果表明:归一化GA具有收敛速度快、标定精度高和收敛稳定性好等明显优势,更易于实现该类测量机的高精度检测。