三层多级弯曲磁微执行器设计与研究

吸合效应是许多微执行器都存在固有的不稳定性,基于RFMEMS(射频微机电系统)电容式开关改进(或消除)不稳定性的方法以及多层悬臂梁概念,设计了一种三层多级弯曲磁微执行器,分别用磁动势控制模型和磁通控制模型对其吸合现象进行了研究。仿真结果表明:磁动势控制模型中,当所串联的中磁极厚度h1=0时,漏磁阻对临界吸合角度θPI无影响,θPI为系统最大旋转角度θmax的44%,θPI随h1增大而增大,随漏磁阻减小而减小,并且θPI/θmax存在极限值约为0.724;磁通控制模型中无论是否考虑漏磁阻,h1大小对临界吸合角度无影响,θPI/θmax≈0.723。     

螺线型气动软体致动器设计与建模

为了探索海马尾巴的解旋能力,基于生物结构的启发提出了一种基于螺线构型的气动软体致动器.区别于已有的软体致动器的弯曲运动,螺线型气动软体致动器(螺线型致动器)随着输入气压的增大可以实现正负曲率两个方向的展开运动.首先,在保持基体外侧弧长相同的情况下,依据圆形、阿基米德螺线、对数螺线3种不同螺线的数学表达式对螺线型致动器进行了3种结构设计;其次,基于超弹性材料模型、几何关系和虚功原理建立并修正了通用的静力学模型,描述输入气压与展开角度的关系;然后,对3种结构的螺线型致动器进行样机制作,并测试了它们的运动性能;最后,对比静力学模型计算结果和样机实验数据,最大平均展开角度误差为10.0166°,证明了模型的准确性.另外,根据从形状刻度线采集的坐标数据转换得到的构型空间参数,重建了螺线型致动器在不同展开状态下的理论展开形状,验证了构型空间参数获取方法的可行性.     

气动执行器故障诊断与容错控制的研究进展

分析了气动执行器的特性和可能发生的故障，及其故障诊断与容错控制难以实现的原因。综述了气动执行器的故障诊断技术以及容错控制研究的情况。给出了气动执行器故障诊断与容错控制今后的主要研究动向。     

刚体在软体对象环境中的碰撞检测的研究

刚体在软体对象环境中的碰撞检测在虚拟现实的研究领域具有很大的普遍性 ,但以往的研究较少 .文中给出了一种基于固定方向凸包 (FDH)包围盒树的碰撞检测方法 ,并着重论述了利用线性规划的思想以解决刚体自由运动后包围盒树的更新以及通过一种自底向上的方法解决软体对象变形后包围盒树的更新 .实验表明 ,该方法不仅能较好地解决刚体间的碰撞检测 ,而且能有效地解决刚体与软体间的碰撞检测     

全数字电动执行器的开发与应用

介绍全数字电动执行器的组成和工作原理，开发了以80C196单片机为核心的全数字电动执行器的电动驱动电路，研究全数字电动执行器下位机运行的可靠性，以及其于CAN总线的上下位机的通信。     

智能阀门定位器在气动执行器上的应用

为了适应自动控制技术水平的不断发展,气动执行器在精确性、灵敏性和稳定性等方面也有了较大的提高,但是目前应用的国产气动执行器在这些方面与进口定位器还有差距。比较了国产常规定位器和智能定位器在结构和工作原理上的异同,以及在气动执行器应用上的不同效果,重点介绍了智能定位器的特点、组件、原理和调试方法。通过华能平凉电厂的应用实例,表明智能定位器具有质量可靠、调试简单、故障率低等优点,能够满足工艺系统的要求。     

档案抓取机器人末端执行器的设计与实现

针对无人档案管理库房场景,设计了一种档案抓取机器人末端执行器的解决方案。该执行器配合机械臂可以实现从档案架上抓取和归还档案的功能。硬件部分主要包括执行器的防碰撞结构设计、电源电路设计、IO输入输出电路设计、通信电路设计;软件部分简要介绍了使用状态机对各种业务功能的实现。     

气动双稳态装置驱动的仿喷水推进乌贼结构软体机器人

基于双稳态结构跳变原理,设计了一种仿喷水推进乌贼结构软体机器人。首先,制作一种双稳态驱动装置,该装置随着气体周期性通断进行跳变,带动拨水薄膜产生往复运动,使得样机内部体积变化。其次,通过调节双稳态装置的驱动频率,使样机快速喷水、缓慢吸水形成动量差,推动样机向前运动。通过试验得出双稳态驱动装置跳变产生的推进力的变化规律,并将其应用到仿生乌贼的驱动中。最后,试验分析了双稳态装置跳变过程的运动特性,建立相应的力学模型,通过ABAQUS仿真软件对驱动装置的弯曲性能进行仿真分析,验证其弯曲性能。研究结果表明,样机在双稳态装置驱动下可以达到8.7 cm/s （约0.58倍样机身长/秒）的运动速度,具有一定的负重能力,展现出了优异的游动性能。     

一种气动静压软体机器人的驱动力产生机理及控制策略

基于复杂刚性结构的传统机器人在狭小多变的空间中活动时,易对机器人本体产生较大磨损与消耗.针对此类问题,本文提出一种新型气动静压软体机器人,降低了机器人通过狭小空间时的阻力,减少运动损耗.在研究海参静水骨骼结构基础上,设计了软体机器人气囊相变结构,分析了气囊充放气的流体静压力学特性,建立驱动力产生的数学模型,从而设计出单单元与双单元控制策略,并利用时间戳BP(反向传播)神经网络对系统的延时时间进行预测,增强内模反馈系统的稳定性.在越障实验与稳定性分析中,加入延时预测后,机器人能在单单元与双单元控制模式下稳定行进,并顺利越过小沟壑,顺利完成六单元翻转的概率从89%提高到96%.     

柔性继承机制的设计与实现

继承是面向对象程序设计方法中的重要特征之一。在分析了传统继承机制不足的基础上,将类比理论引入面向对象,提出了一种新的继承机制－－柔性继承机制。该机制在面向对象程序设计中增加了相似类、相似属性和相似方法的类比应定义及类比分析和推导方法,同时支持子类关系和类比关系,从而可增加灵活而有效地对已有软件进行复用。最后,介绍了支持柔性继承机制的语言ND＿Polya及其支撑系统的设计和实现。     

机器人操作器姿态性能的自动测量

本文介绍了作者在里昂国立应用科学学院工业自动化实验室发展的一个无机械接触的姿态性能自动测量系统.该系统由测量头、靶子和数据采集、处理子系统构成.测量头是一铅质直角三面体.其上装有六个感应式位移传感器;靶子是一钢质直角三面体.与被测机器人相联接;靶子相对测量头的姿态可根据传感器给出的距离数据算出,一台微计算机管理着数据的自动采集处理以及与机器人控制器之间的通信与协调动作,对两台机器人进行的实际测量应用.已展示了一些有意义的结果;同时也表明,该测量系统可以在工业环境中可靠和方便地用于多种工业机器人的姿态重复性和动态性能的测试,并且具有造价低,适应性强和自动化程度高等特点.     

飞机引气系统的建模与故障仿真

飞机引气系统结构复杂,故障类型较多,排故难度大。为深入分析飞机引气系统故障机理,提高故障准确性,根据动量方程、能量守恒和力平衡方程等方法建立高压阀、过压阀、压力调节阀、风扇阀门、预冷器以及引气系统整体的数学模型。采用simulink仿真,得到压力调节阀、风扇阀门以及传感器等部件发生故障时的故障征兆及引气系统各部件参数的动态变化曲线,并详细论述曲线变化过程。仿真结果与故障汇编手册中的结果一致,表明该模型对引气系统故障诊断有重要参考价值。     

MODELLING AND CONTROL OF AN ELECTRO-HYDROSTATIC ACTUATOR

The control of a novel aerospace actuator is considered, viz., an electro-hydrostatic actuator. It offers a high degree of maintainability and combat survivability of the aircraft's flight control system because all the actuator's elements are collocated. The quantitative feedback theory robust control method is used to design a controller for this novel actuator. Parameter variation, sensor noise and flight condition variability are explicitly considered in the design process. The resulting design is not only robust with respect to actuator parameter variations and flight condition and insensitive to sensor noise, but, in addition, the controlled actuator's phase lag is significantly reduced, thus improving the performance of the overall flight control system. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd. This paper was prepared under the auspices of the U.S. Government and it is therefore not subject to copyright in the U.S.     

压电陶瓷驱动器的建模分析与自适应逆控制

压电陶瓷驱动器的迟滞特性可用 Prandtl- Ishlinskii启动模型 (PIOP)描述 ,基于此本文提出一种自适应逆控制方案 .对象和逆控制器分别由一个 Prandtl- Ishlinskii停止模型 (PIOS)表示 ,应用稳定的归一化修正梯度算法 ,进行权值在线更新并收敛于驱动器逆模型实际值 .以降低非线性导致的控制误差提高控制品质     

基于ANSYS的交流接触器电磁机构的三维有限元分析

本文以CJ20-25型交流接触器为例,借助大型有限元分析软件ANSYS,对其双E型电磁机构建立了三维有限元模型,得到了磁场分布图,完成了动态吸力特性和磁链的计算,并将结果与实测数据进行了比较和分析。     

气动蠕动式缆索维护机器人的研制

本文研制了一种用于斜拉桥缆索的检测、清洗和涂装等维护作业的气动蠕动式缆索机器人 ．该机器人分上体和下体两部分,由气缸实现移动、夹紧和导向功能．其能用于大直径范围 的缆索,牵引力大,安全可靠．     

分段变结构Bang-Bang控制器在气动脉宽调制位置伺服系统中的研究

本文提出了一种分段变结构Bang-Bang控制方法,并应用于气动脉宽调制高速开关阀 控气缸位置伺服系统,使得控制性能得到了明显改善,有实际应用价值。     

一类新型自学习控制器及其在气动伺服系统中的应用

设计了一种新的学习控制律，它通过沿学 习轴递推辨识学习增益矩阵以改善控制效果，并分别针对连续系统及离散系统设计了学习控 制律，给出了相应的收敛性证明结果，同时考虑了系统存在噪声干扰及初始误差不为零时学 习控制器收敛性条件，最后把它用于气动伺服系统位置控制，给出了相应仿真结果，结果表 明本文提出的控制算法能达到很高控制精度．     

一种磁盘阵列结构设计分析

本文介绍一种磁盘阵列系统的设计方案与控制过程。针对用软件实现奇偶校验计算费时问题，给出了一种硬件实现方法。