一种新型灵巧手的设计与仿真分析

为了提高BHG-1型灵巧手的自适应性和拟人化,设计了一种欠驱动手指机构,以较少的驱动器数目获得较多的自由度,降低装置对控制系统的要求。采用拉格朗日方程建立了2自由度欠驱动手指的动力学模型,并利用Adams软件对其进行了动力学的仿真与分析。     

欠驱动假手手指抓取力的研究

为了满足欠驱动手进行复杂作业的需要,基于欠驱动原理建立了手指对物体的抓取力模型和基于力的阻抗控制策略.对应于任一手指姿态,抓取力模型可以准确得到基关节抓握力矩和手指各指节抓取力的关系;采用基于力的阻抗控制策略,实现了基关节抓取力控制.实验证明,手指能够稳定地抓取鸡蛋这样比较滑、容易碎、形状复杂且有一定质量,需要稳定和平衡抓取力的物体,其成功率达80%以上.而这是单纯用手指的基关节力控制很难做到的(成功率只有不到20%).手指抓取力模型和阻抗控制策略的建立大大增强了假手进行复杂作业,抓取复杂物体的能力.     

基于微分平滑的欠驱动航天器运动轨迹设计

针对有两个控制力矩的欠驱动刚性航天器的可行轨迹生成问题,通过分析系统的运动模型证明了欠驱动航天器是微分平滑的,找到了合适的平滑输出,采用微分平滑理论设计了欠驱动航天器从初始平衡状态到最终平衡状态的参考轨迹,并实现航天器对参考轨迹的跟踪。     

基于反步法的微型四旋翼欠驱动控制

根据微型四旋翼直升机模型和其欠驱动特性,提出了一种欠驱动控制策略,并在此基础上设计了微型四旋翼飞行控制系统基于反步法的控制器.该控制器能够使位置变量和偏航角跟踪稳定,并使俯仰角和偏航角稳定.最后通过仿真对算法有效性进行了检验.     

四指机器人灵巧手问世

哈尔滨工业大学机器人研究所与德国宇航中心合作开发的具有多种传感功能的新一代机器人灵巧手在哈尔滨问世。该机器人灵巧手有4个手指．13个活动部位．装有机械零件600多个．表面的电子元器件多达1600多个．整体重量1．8千克。     

欠驱动机械臂Acrobot的模糊控制

欠驱动系统是一类控制器少于系统自由度的二阶非完整系统,在工程技术领域有着广泛的应用背景.针对欠驱动Acrobot机械臂系统,提出一种简单可行的摇起和平衡控制策略.运用部分反馈线性化的状态反馈控制设计摇起控制器,利用模糊控制技术设计平衡控制器,两个控制器通过切换装置实现转换.通过与T-S型的模糊控制器仿真结果进行比较,验证了该方法的有效性.     

欠驱动四旋翼无人飞行器的滑模控制

针对六自由度欠驱动四旋翼无人飞行器(Quadrotor UAV)受控模型的复杂非线性问题,提出了一种系统简化方法,并基于简化后的模型设计了滑模控制器,实现了对复杂模型的非线性控制.首先,对Quadrotor UAV模型进行简化处理,从而可将系统解耦为完整驱动部分和欠驱动部分;进而,通过定义一个广义滑动流形实现欠驱动部分的滑模控制器设计;最后,利用Lyapunov理论证明了系统欠驱动部分的稳定性.仿真分析表明,本文提出的控制方法能够有效实现Quadrotor UAV的控制,且与经典PID控制方法相比,具有对外界扰动更强的鲁棒性.     

欠驱动Pendubot系统的滑模变结构控制

为了克服欠驱动分步式控制器切换力矩大,调节时间长,吸引域小等关键难题,针对欠驱动Pendubot系统,利用滑模变结构控制方法取代常规的摇起、平衡分步式控制器,设计了摇起、平衡整合式控制器,实现了摇起、平衡控制的统一,极大的简化了控制器的模型,较好的解决了上述问题。最后通过仿真实验验证了控制器的可行性、有效性。     

六自由度欠驱动AUV系统建模技术研究,

AUV系统运动模型是进行导航和控制的前提。针对六自由度欠驱动AUV系统,首先建立AUV系统数学坐标模型,并对体坐标系和大地坐标系下的运动方程进行转换;然后将AUV系统视为刚体,各种水动力、阻力、浮力、推进力和环境干扰等视为外力,建立运动学模型;接着根据动量和动量矩推导出系统的动力学方程;最后对建立的系统模型在姿态、航向速度和深度等方面进行控制,验证所建立模型的正确性和实用性。     

多指手操作系统的运动学通解及活动性分析

探讨了多指手操作系统运动学通解的构造及活动性分析问题。给出了多指手操作的运动学方程,并通过在物体及关节速度空间分别定义内积将这两个空间进行正交分解。并提出一种适用于各类多指手操作系统的、构造运动学方程通解的方法。基于得到的通解表达式分析了各速度子空间之间的映射关系,进一步给出了系统活动性分析的计算公式。     

Mechanical Design and Drive Control of a Novel Dexterous Hand for On-Orbit Servicing

In order to meet the requirements of on-orbit servicing outside the cabin, a flexible, dexterous hand with easy grasping ability and strong loading capacity is designed. The dexterous hand is comprised of three fingers. Each finger is driven by a set of four linkages. Furthermore, two fingers have a set of axial rotational degrees of freedom. In order to achieve the position control and keep griping stability, the dexterous hand adopts a mechanism of hybrid force/position control. In the end, experimental results demonstrates that the on-orbit servicing dexterous hand has great adaptability and operational capability.     

论纺织品的计算机与手绘设计

在当今纺织品设计中,主要有计算机与手工绘制两种方式。阐述两种设计方式的自身属性特点及两者在纺织品设计中的异同比较,主张在手绘设计的基础上,充分发挥计算机的巨大优势,以全新、综合的思维方式去面对信息时代的纺织品设计。     

一种重力势能驱动小车的设计与实现

结合大学生工程训练综合能力竞赛要求,开发了一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车。该小车能按"S"轨迹自动行走并依次绕过赛道上设置的等间距障碍物,还能通过简单调节结构参数,适应障碍物的间距变化。通过对小车的机械系统进行精心设计和详细分析,从小车结构、装配以及调试等方面探讨了如何提高小车的运行精度以及稳定性等问题。实验结果表明:小车结构简单、运行平稳、轨迹准确,可较好地实现"S"轨迹自行越障功能,对此类小车的设计和工作性能提高有一定的参考价值。     

基于多学科仿真平台的任务驱动式教学系统设计

针对电力高职院校仿真实践教学过程中存在的问题,开发了面向高等职业教育及职业技能培训的任务驱动式教学软件系统。文中介绍了本系统软件的基础框架、底层的高精度过程系统数学模型,及其系统登录、教学演示、自我练习、故障工况的练习及考评的功能实现过程。     

欠驱动桥式吊车抗摆控制的匹配设计方法

目的研究欠驱动桥式吊车在水平运动过程中的负载抗摆问题.方法采用匹配设计方法,通过匹配条件,使开环系统与闭环系统的动力学方程匹配.结果通过求解由匹配条件建立的偏微分方程,通过特征方程法确定闭环系统的质量矩阵、势能函数及阻尼矢量,并得到使系统稳定的控制律.结论仿真结果表明,通过匹配设计方法得到的桥式吊车抗摆控制器,不仅在短时间内实现了负载的抗摆,同时小车也具有良好的位置跟踪性能,小车到达指定位置和负载摆角趋于零的时间基本一致,表明了此方法的有效性和可行性.     

新型结构的HEMT优化设计

该文通过对HEMT物理模型的分析及对之前所设计的HEMT结构的总结,利用TCAD进行仿真,分析了器件中2DEG电子浓度和电子迁移率以及栅漏电流随In含量的变化规律。提出了一种新型结构Al0.3Ga0.7N/AlN/GaN/In0.1Ga0.9N/GaN HEMT,并对栅长0.25μm和栅宽100μm的器件进行了优化设计,器件的栅压为1V时,阈值电压-5.3V,最大漏电流为2 220mA/mm,获得最大跨导为440mS/mm,且在-3.5～-0.5V范围内跨导变化量很小,说明优化后的器件具有良好的线性度。     

一种无线温度传感器的设计与实现

利用数字温度传感器DS18B20、单片机、射频模块,设计了一款新颖的无线温度传感器。该无线温度传感器的温度测量范围为-55~125℃,温度测量精度在0.5℃以内,无线传输距离为80~100 m。在测量范围内,该无线温度传感器的精度较高,且功耗较低,性价比较高,适用于温室大棚、粮仓等温度测量系统,具有较好的应用及发展前景。     

新型流水线ADC的设计与分析

设计和分析了一种新型的流水线式模数转换器。电路设计主要包括一种开关采样差分折叠式共源共栅增益级、两个时钟控制动态比较器组成的两位模数转换器、两位数模转换器。由于采用了电容下极板采样、全差分和开关栅电压自举,有效地消除了开关管的电荷注入效应、时钟馈通效应引起的采样信号的误差,提高了模数转换器的线性度、信噪比、转换精度和速度。该转换器的设计是在0.6 μm CMOS工艺下实现,转换器在采样频率为5 MHz、信号频率为500 kHz时功耗为70 mW;SFDR为80 dB。