船用柴油机电控系统半物理仿真平台开发研究

为了对电控系统功能、性能测试和验证,建立了基于平均值原理的16V396TE94船用增压柴油机的数学模型,并且基于Tesis DYNAware软件,建立了增压柴油机多控制需求的参数化仿真模型和动力传动系统仿真模型.利用所建立的仿真模型和dSPACE硬件平台构成虚拟柴油机,与接口设备、真实的柴油机电控系统和执行器相连接,组成半物理实时仿真试验平台.利用该平台进行了起动、调速、相继增压控制等功能与性能仿真,并将仿真结果与配机实验值进行了比较,结果吻合度达到90%,并且特性趋势完全一致.结果表明该仿真系统精度高、实时性好,能够满足电控系统功能及性能测试要求.     

六足排爆机器人的机构设计与运动分析

由于排爆工作的危险性和复杂的工作环境,针对于提高复杂地形的运动能力设计了一款承载机构为六足机器人的排爆机器人.利用三维绘图软件SoildWorks绘制排爆机器人三维模型,构建机器人D-H参数坐标系,使用MTALAB对机构进行运动分析.为排爆机器人设计了抛物线足端轨迹和复合型足端轨迹两种轨迹规划的方式,应对平整和相对崎岖的两种路面情况.根据仿真结果的运动轨迹和关节信息分析两种路况下的足端轨迹空间和运动平稳性,验证了排爆机器人运动机构设计和足端轨迹的合理性.     

半物理仿真系统中OPC数据监控子系统

为监视半物理仿真系统中数据的通信情况,介绍了OPC技术的概念、对象、规范以及数据访问方式,研究了半物理仿真系统中OPC数据监控子系统的设计．采用OPC技术开发监控系统,可显著提高系统的开发速度并减少系统的维护工作．     

绳系拖拽系统半物理仿真实验装置设计与控制

为有效清除太空垃圾,模拟空间中对废弃卫星的回收过程,采用半物理实验技术对绳系收放装置进行地面试验考核,验证绳系收放控制系统的性能。半物理仿真是一种通过实物或物理模型与数学模型相结合进行仿真的技术,通过地面半物理仿真实验对空间任务进行先验,大大减少了空间实验的成本,可有效指导空间任务的设计与控制。首先,对绳系卫星拖拽过程进行动力学建模,明确了拖拽过程的任务目标,确立了绳系拖拽半物理系统的机械组成。其次,设计了全物理仿真单元为被动加载单元,卫星质量采用等效惯量转台模拟。然后,为模拟目标在绳系拖拽作用下的动力学状态,仿真加载单元由半物理仿真方式设计。最后,针对实际试验过程中存在的张力测量误差扰动,设计了基于模型预测控制的控制策略,为了对拖拽过程的张力和绳长精确控制,实验使用双闭环电机联合控制,通过模型预测控制的方式联合张力位置双电机仿真。结果表明,基于模型预测控制的张力误差精度为5%,从而验证了绳系收放控制系统对拖拽过程的控制有效性。     

机器人三维图形仿真系统的设计

本文阐述了机器人三维动画仿真系统Ｒ３ＤＡＳＳ的设计原理，根据形体建模中综合代数法与离散法的优点，提出了ＤＡ法，兼顾了精确造型的可能性和运动仿真的实时性，同时结合造型系统的情况，提出了一种运动学方程的建立方案，避免了繁琐的输入Ｄ－Ｈ参数的步骤及矩阵求逆运算。     

一个大型机器人仿真系统—ROBCAD

在论述国内外机器人CAD、仿真以及离线编程技术发展的基础上,介绍了机器人仿真系统-ROBCAD.阐述了ROBCAD 在国际机器人仿真领域的地位及先进性,开发了ROBCAD 的主要功能,分析研究了其关键技术,指出了国内这方面研究中的不足以及今后的发展方向。     

基于遗传算法的机器人动态路径规划的仿真

提出一种基于遗传算法的移动机器人的路径规划方法。该方法采用实数编码的方法。有明确物理意义的适应度函数，以加快实时的运算速度和提高运算精度。该方法充分挖掘可应用遗传算法解决移动机器人动态路径规划的潜力。通过计算机仿真表明该控制方法具有良好的动态路径规划能力。     

小卫星控制系统半物理仿真验证平台

介绍了小卫星控制系统地面半物理仿真验证平台的系统组成和方案设计,进行了实际控制系统仿真验证.平台以dSPACE实时仿真器为核心,在气浮台上辅以星载计算机、敏感器和执行机构进行仿真验证.该仿真平台能够在部分实物短缺情况下,采用仿真器对这些实物进行功能和电气接口完全模拟,提前进行星体控制系统半物理仿真验证,达到验证目的,降低了仿真成本.该仿真验证平台充分考虑了卫星控制系统实际运行环境,提高了仿真验证的可信度,是卫星半物理仿真有效便捷的工具.     

基于虚拟现实语言的机器人三维仿真系统软件

结合虚拟现实技术的软件平台VRML语言,对机器人三维仿真模型进行了分析和建模;用VRML语言和JAVA语言编写了一个三维机器人仿真系统,对机器人运动学正问题、运动学逆问题、轨迹规划以及环境状况进行了三维仿真;对遥操作机器人的仿真进行了网络传输模拟,并对遥操作机器人与虚拟现实的技术结合的前景进行了展望。     

基于VRML和Java Applet的机器人三维仿真

运用VRML语言对七自由度机器人进行了几何建模 ,把仿真图形嵌入到由JavaApplet建立的用户界面中 ,建立了机器人三维仿真系统 .建立了Java和VRML的编程接口EAI,通过Java多线程实现仿真机器人各个关节的同时运动 .仿真系统可进行机器人轨迹规划、避障模拟、运动学优化等 .     

面向在轨测量任务的伴飞机器人三维仿真系统

为了避免空间伴飞机器人末端探测器与自身载体或者与待测航天器之间发生碰撞,在实际进行在轨测量之前,需要对其末端探测器轨迹规划方法进行充分的三维图形仿真.针对现有空间机器人地面仿真系统不能可视化的问题,设计了一种基于虚拟现实技术的三维仿真系统.首先,建立了基于Open Inventor的空间机器人三维实体几何模型,并构建反应空间机器人逻辑位置的三维仿真场景.然后,基于数据传输技术和构建的三维仿真场景建立了空间机器人可视化三维仿真系统.最后,建立空间机器人运动学模型并对空间机器人末端执行器跟踪的圆弧轨迹进行规划.仿真结果表明,利用该系统可直观得到空间机器人的运动过程以及空间机器人载体的运动特性,有利于空间机器人的轨迹规划和控制算法的仿真研究,可避免因不当轨迹规划而造成空间机器人发生碰撞.     

随动系统中机器人行走路径的规划研究

把模糊控制算法引入到神经网络中,从而使得模糊控制器规则的在线精度和神经网络的学习速度均有较大的提高,使移动机器人具有较为迅速的反应能力。实验室仿真证明了模糊神经网络在移动机器人路径选择中的智能性。     

自适应蚁群算法在空间机器人路径规划中的应用

为了弥补传统路径规划方法缺乏足够鲁棒性的问题,采用自适应蚁群算法实现了空间机器人路径规划.针对传统蚁群算法在计算初期出现停滞的现象,修改了信息激素物质的更新方法.自适应蚁群算法根据学习次数和与最近障碍物的距离来调节信息激素物质.仿真结果表明,该算法在采用较少蚂蚁的情况下,与一般蚁群算法相比,能够快速找到理想路径.     

三自由度搬运机器人运动学分析及仿真

为实现某类MOCVD设备中衬底的自动化上下料,提出一款三自由度搬运机器人机构。通过对设计约束分析,建立了其D-H坐标系,推导出该机器人运动学正、逆解,并用Matlab进行验证。最后,在ADAMS中对所建立的机器人虚拟样机进行了搬运仿真,证明该机器人能实现衬底的自动上下料。     

移动机器人路径规划方法的研究与展望

路径规划是移动机器人技术研究的重要分支之一.介绍并分析了路径规划的分类,重点阐述了全局路径规划及局部路径规划的方法并指出了它们的优点与不足.最后对移动机器人路径规划技术未来的研究方向进行了展望.     

串联旋转关节空间机器人的动力学仿真系统

空间机器人由于基座可以自由运动,增加了自由度,其运动学和动力学模型比地面固定基座机器人要复杂得多,而且低轨航天器受重力梯度影响较大。首先推导了空间机器人的运动学方程,并采用拉格朗日方程建立了正动力学模型,然后基于牛顿-欧拉法推导了空间机器人的耦合动力学方程,给出了动力学非线性项的数值计算方法,还推导了空间机器人在轨运动时的重力梯度力矩。最后,针对一类串联旋转关节的空间机器人,采用模块化设计的思想建立了动力学仿真模型,利用所建仿真模型对空间机器人的操作任务进行数值仿真,分析了重力梯度力矩的影响,提出了减小这些影响的建议。     

机器人系统的图形仿真工具

本文介绍一个机器人系统图形仿真工具ＦＯＲＣＡＤＳ的实现技术。它以三维实体造型和图形学算法，再现机器人等自主设备的实时运动过程，验证设备的规划算法、控制方法和运动学物性，检查运动过程中的碰撞、干涉现象。由于我们在仿真对象建模、三维图形实时显示、界面设计等关键技术方面作了全面设计，使ＦＯＲＣＡＤＳ具有人机交互方便、多层次界面、实时动画、通用性好、建模系统功能强等特点。ＦＯＲＣＡＤＳ在ＳＵＮ工作站上开发