机器人精度设计的方法研究

针对机器人精度设计问题,首先通过机器人运动学建模方法推导机器人位姿误差模型,再结合概率分析方法建立机器人精度设计问题的概率分析模型.为将该模型方便地用于机器人精度设计实践,用一个数字指标——概率精度对机器人在整个作业空间内的位置精度进行全局性描述,并基于概率精度指标提出以数学模拟实验为基础的机器人精度设计的新方法.针对蒸汽发生器检修机器人精度设计的实际问题,将所提方法用于该机器人的机械制造精度等级、关节控制精度等设计实践,应用结果表明所提出的机器人精度设计方法是简捷、有效的.     

两足机器人的SimMechanics建模

建立机器人的电脑模型,对机器人的整体运动进行模拟仿真.针对机器人数学描述复杂、机器人运动学、动力学分析较为困难的问题,大部分两足机器人采用基于模型的控制方法.该方法需要对机器人自身及周围环境建模.在复杂模型下控制器计算的实时性难以保证,控制难度较大,从而限制了机器人的性能.使用Matlab中的SimMechanics 工具箱建立两足机器人的电脑模型,对机器人的整体运动进行模拟仿真.通过仿真验证了模型的合理性, 得到了机器人运动的模拟图.     

双足机器人动态上下楼梯的规划与控制

针对双足机器人上、下楼梯时的稳定行走问题,结合机器人动态上、下楼梯的约束条件,规划双足机器人动态上、下楼梯的步态,并提出了相应的稳定性控制策略。其中,机器人侧向平面采用保持机器人质心动态平衡的规划方法,通过调整躯干侧向最大偏移量,实现机器人侧向平面的稳定;机器人前进方向和重力方向采用三次多项式拟合的步态规划方法,通过传感器反馈的躯干姿态角及相应的角速度信息,结合楼梯台阶信息,调整机器人前进方向和重力方向质心的位置,保证机器人运动的稳定性。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解方法

并联机器人位置正解一直是并联机器人研究的难点之一,本文提出了一种基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解的新方法,该方法利用并联机器人的初始位置及雅克比矩阵,能够快速求解并联机器人的位置正解,此法可用于并联机器人的实时控制。最后以求解6-PSS并联机器人正解为例,验证了该方法的可行性和正确性。     

一种步行机器人举重运动的步态规划

提出了类人机器人的一种举重运动生成方法,并在此基础上设计了一组举重的姿态,利用机器人的全身运动使举重变得轻松。该方法让机器人执行一个基本运动来产生即刻传到重物上的冲力,使机器人能举起在持续力作用下举不起的物体,但冲力可能导致机器人站立不稳。基于此,本文进一步给出了类人机器人的支撑面内质心投影的计算方法,为机器人动态控制提供依据,实验证明了该方法的有效性。     

工业机器人校正技术及软件设计

机器人末端执行器准确到达预先指定位姿的能力是其重要的技术指标之一,而机器人位姿误差校正补偿技术正是提高机器人位姿精度的有效方法.本文采用机器人位姿误差局部校正方法,建立了机器人工作空间位姿转换矩阵及误差模型.以AdeptOne机器人为对象,利用光电检测手段,自行设计研     

平面冗余自由度机器人自寻优运动优化方法

为了解决平面冗余自由度机器人的运动优化问题,提出一种自寻优方法。引入"臂角"参数,建立了平面4自由度机器人逆运动学的封闭解形式;针对机器人运动过程中远离关节极限的优化任务,提出一种自寻优方法,将4自由度机器人等效为四连杆机构,将优化目标转化为虚拟转矩作用于关节上,机器人将在虚拟力作用下向着平衡状态运动,最终实现机器人的运动优化。采用自寻优方法对机器人单点位姿及轨迹跟踪进行了运动仿真,结果表明:自寻优方法可以快速、有效地实现机器人的运动优化。     

一种可重构机器人运动学求解方法

针对可重构机器人没有统一的运动学求解形式问题,提出通过构形平面匹配方法求解可重构机器人的运动学.采用改进形式的D-H建模方法,可自动形成可重构机器人运动学模型;将机器人在目标点的位形分解成若干个构形平面,通过三级构形平面的匹配,可求得具有单一串连形式可重构机器人运动学逆解;对搭建的6自由度机器人和8自由度机器人构形的运动学进行实例仿真.仿真结果表明,采用有限个构形平面匹配方法能够求解出可重构机器人运动学,验证了算法的正确性和实用性.     

基于BP神经网络控制的多机器人运动规划(Ⅰ)

对多个机器人在简单环境中的运动的研究,利用多机器人控制的神经网络模型,将BP神经网络应用于机器人与障碍物,机器人与机器人之间的避碰行为控制,对机器人进行的行为设计.讨论了机器人训练神经网络及运动规划.实验结果表明了该方法的有效性.     

基于分解策略的多机器人编队控制方法

根据多机器人在不确定环境中编队智能行进控制的要求,以多移动机器人为对象,提出了一种基于分解策略的多机器人编队控制方法,将复杂的多机器人编队问题分解为若干组2个机器人之间的协调问题.建立了多机器人编队的基本队形模型,提出了基于主从方式的多机器人控制策略,根据基于行为的方法设计了机器人的基本子行为,通过带权值的各子行为的叠加合成得到机器人的最终行为,给出了机器人的速度调节方案.计算机仿真结果验证了该方法的有效性和可行性,具有较好的可扩展性.     

混凝土框架缺损识别的动力学方法研究

对混凝土框架结构的局部刚度缺损反问题进行了动力学方法研究,在采用有限元最小二乘法的基础上,提出并利用了非线性最小化过程的交错迭代法。通过算例分析表明：本文方法应用方便,精度高．收敛迅速。     

有限元-无限元法在重力坝应力分析中的应用

为考虑坝体-地基共同作用,建立了有限元-无限元耦合分析模型.首先介绍了二维问题中常用的单向无限单元的坐标变换式和位移函数,然后运用ABAQUS程序对一具有精确解的平面问题分别进行了有限元、有限元-无限元耦合分析,验证了引入无限元模拟无限域或半无限域问题的正确性和精确性.然后对KOYNA重力坝进行了静力计算分析,对有限元、有限元-无限元计算结果进行了比较.结果表明,基于ABAQUS的有限元-无限元法计算量小、精度高,为求解类似的无限域或半无限域问题提供了简洁、合理、精确的计算方法.     

一种新的手写体字符识别方法

本文提出了一种新的用于识别限制性手写体字符的句法和统计相结合的模式识别方法(简称CSSPR方法),介绍了基于该方法设计实现的手写体字符识别系统(CSSHCRS).CSSPR方法保留了句法P.R.方法对模式结构进行描述的特点,且由于引入了统计模式识别方法,使所设计的CSSHCRS具有较强的抗畸变能力.     

深层地下水SPD人工补给系统

提出了一种新的深层地下水回灌方法———SPD人工补给系统,并通过室内沙槽模拟试验,对该系统和 常规的直接井回灌法作了比较。研究表明,利用该系统补给深层地下水,具有回灌水质要求低、补给速度快、补 给量多、不易淤堵等特点,是深层地下水人工补给的一条有效的新途径。     

等效惯性矩法分析楔形构件

对楔形构件的计算,通常采用分段等截面方法,但计算效率和精度不高,因此有必要建立楔形单元的力学模型。本文以工字形楔形梁为例,采用等效惯性矩的方法推导了楔形单元的刚度矩阵和固端反力,实现了有限元基本原理对楔形单元的求解,并进行了程序设计,将此方法应用于钢结构设计软件USSCAD中,通过与国内比较权威的钢结构设计软件3D3S的比较,本文提出的方法有较高的精度,可以满足工程设计的要求。     

井震结合地层真厚度计算方法

地层厚度作为重要的地质参数,是正确解释地下地层及构造特征的基础.目前常用的地层厚度计算方法,存在受地层倾角的约束,误差大,操作难度大等问题.依据地层校正原理,提出了一种操作简便、可靠性强的井震结合地层真厚度计算方法.该方法可以直接利用钻井资料或者地震资料计算地层真厚度,也可将两种资料获得的地层真厚度结合,获得地层厚度数据准确,且横向变化趋势清晰的地层真厚度图.经过南堡凹陷奥陶系地层的实际应用表明,该方法具有重要的实际应用价值.     

复合形遗传算法在离散变量桁架结构拓扑优化设计中的应用

为了避免在结构拓扑优化过程中杆件和节点的增删带来的奇异解，设计了一些启发式准则来产生结构可能的拓扑结构形式，再采用混合遗传算法——复合形遗传算法进行截面优化。把复合形法嵌入到遗传算法中，利用复合形法对群体中的可行个体和不可行个体分别进行处理，可提高遗传算法种群的质量，有利于最优解的搜索。该方法既有复合形法快速高效的特点，又有遗传算法全局性好的特点。算例的结果表明，该方法用于桁架结构拓扑优化设计是有效的。     

椭圆型方程有限体积法四边形单元的矩阵不对称性证明

针对椭圆型方程有限体积法四边形单元,从推导过程和实例计算两方面证明了它的单元矩阵的不对称性,同时指出单纯形单元的矩阵是对称的.另外,通过实例说明这种不对称性是比较弱的,也指出了有限体积法的矩阵与有限元法的矩阵的异同.     

神经网络在人口自然增长率预测中的应用

人口自然增长率是制定人口政策时一个重要的参考指标.本文应用神经网络的方法找出了适合在一个长时期内进行人口自然增长率预测的方法,与线性回归相比具有较高的精度,对人口政策的制定具有一定的参考价值.     

超加权平均及其在数值计算中的应用

平均问题是数学问题中一个既经典又现代的问题 ,平均问题中有几个迄今仍未得到解决 .迭代是数值计算中最基本的方法 ,迭代的加速一直是人们追求的目标 .本文给出了超加权平均的定义 ,利用超加权平均可以从数学本质上探讨迭代的加速问题 ,同时 ,给出了它在数值计算中几个重要应用