并联机构力传递的分析

以Delta 并联机构为例,利用矢量力学方法和虚功原理建立静力传递数学模型．通过模型仿真分析了 机构运动件重力补偿力矩．提出了机构的力传递能力概念,探讨了工作点的力传递能力和力雅可比矩阵条件数的关 系,初步分析了给定工作空间力传递能力的分布．提出的力传递指标和所得结论可用于优化Delta 机构以及其他机 构的力传递性能．     

农田信息采集机器人机构设计与奇异性分析

提出一种四轮并联机构的新型农田信息采集机器人．结构和越障原理分析结果表明,该机器人具有较 强的地形适应能力．为了研究机器人的奇异位形,根据雅可比矩阵的定义和D-H 矩阵法直接求出雅可比矩阵的解析 表达．根据机构的奇异性分类,利用动力学分析软件ADAMS 仿真得到了各奇异位形的精确位置和运动特点,与理 论分析相一致．根据以上分析设计的机器人物理样机能有效避免奇异位形．     

平行导路6-PSS并联机构运动学研究

文中提出了一种新型平行导路6-PSS结构并联机器人,介绍了这种机构的特点并对其运动学相关算法进行了深入研究,其中包括运动学反解、雅可比矩阵以及正解的求解方法,同时还与6-SPS结构并联机器人运动学相关的算法进行了比较.由于文中采用构造法计算雅可比矩阵,避免了以往对反解方程直接求导的计算方式,从而使雅可比矩阵的计算大为简化,而且也减少了正解的计算量、精度得到提高.实验结果证明,这些算法正确、实用.     

面向冗余机器人实时控制的逆运动学求解有效方法

针对7自由度冗余机器人实时运动控制,对机器人逆运动学提出了一种新的求解方法.采用位姿分解方式,使7自由度冗余机器人逆运动学简化为4自由度位置逆运动学求解.在梯度投影法得到位置优化解的基础上,利用机器人封闭解公式求得一组优化解.通过对7自由度机器人仿真分析,表明了该方法的有效性.     

冗余驱动并联机械手的混合位置/力自适应控制

针对冗余驱动并联机构研究一种自适应的混合位置/力控制算法.基于并联机构中约束子流形的几何性质,将冗余驱动并联机构的逆动力学自然投影到位形空间和约束力空间.基于投影方程,提出一种统一的具有渐进稳定性的自适应混合位置/力控制算法.采用最小二范数准则求解冗余解问题,实现了实际驱动关节力矩的优化.仿真结果验证了控制方法的有效性.     

一种求解冗余机械臂逆运动学的优化方法

基于加权最小范数法,推导出一种避免计算雅可比矩阵伪逆的优化方法.首先对加权雅可比矩阵的6维非奇异子矩阵求逆,得到逆运动学的特解和齐次解.然后用特解减去齐次解沿特解方向的分量得到运动学逆解.通过一个7自由度冗余机械臂的算例和仿真证明了方法在保证求解精度、降低求解难度以及避免关节极限方面的有效性     

多台逆变电源并联冗余运行控制系统的研制

提出了一种分布式控制并联方案实现多台逆变电源并联控制系统,分析了逆变电源并联运行控制过程中的电压和电流特性。试验运行结果表明,各模块均流效果好,控制策略可行,达到比较理想的并联运行控制效果。     

基于神经网络的机器人视觉伺服控制

视觉伺服可以应用于机器人初始定位自动导引、自动避障、轨线跟踪和运动目标跟踪等控制系统中。传统的视觉伺服系统在运行时包括工作空间定位和动力学逆运算两个过程,需要实时计算视觉雅可比矩阵和机器人逆雅可比矩阵,计算量大,系统结构复杂。本文分析了基于图像的机器人视觉伺服的基本原理,使用BP神经网络来确定达到指定位姿所需要的关节角度,将视觉信息直接融入伺服过程,在保证伺服精度的情况下大大简化了控制算法。文中针对Puma560工业机器人的模型进行了仿真实验,结果验证了该方法的有效性。     

一种三自由度冗余驱动并联机器人控制研究

并联机器人具有无摩擦无间隙、响应快、结构紧凑、刚性好、误差积累小等特点,但其在几何特性方面也存在很多缺点,如运动范围小、灵活性差以及工作空间内存在奇异位形等,加入冗余度可以改善它的几何特性。由于冗余驱动并联机器人在工作空间、灵活性、避障能力及动力特性等方面具有优点,因而受到了越来越多的重视,本文提出一种三自由度的冗余驱动并联机器人控制研究方法,主要从冗余并联机器人的运动学模型、工作空间、MATLAB仿真及其控制程序开发等主要方面进行了深入细致的研究。     

基于QR分解的冗余度机械臂雅可比矩阵求逆方法

针对冗余度机械臂在轨操作实时性的需求,提出一种基于QR分解的冗余度机械臂雅克比矩阵求逆方法。根据具体的冗余度机械臂的构型特点,将运动学逆解过程划分为多个模块,采用修正施密特QR分解方法计算机械臂雅可比矩阵的伪逆,利用硬件描述语言在FPGA上对各个模块进行了实现。以机械臂直线运动为例,通过仿真实验与利用Matlab解算的方法进行了对比,并研究了定点数长度对硬件资源和误差的影响。实验结果验证了所提出雅克比矩阵求逆方法的可行性及有效性。     

消除冗余通信的暴露集求解算法

针对分布存储结构计算机系统在并行编译过程中存在的问题,提出一种消除冗余通信的暴露集求解算法,分另4采用数组数据流分析和自干扰分析技术对嵌套循环中的流依赖和输入依赖进行分析,从而得到暴露集空间。仿真实验结果表明,将该算法所得结果作为后端生成数据分布通信代码的依据,可有效消除冗余通信,提高系统整体性能。     

分布存储系统中优化通信的冗余计算分割

针对并行循环套序列，提出一种冗余计算分割的通信优化方法，根据数据流分析，文中给出用以确定每个循环套的冗余计算量的一般方法，并在此基础上提出冗余计算分割的实现和判定，针对规则依赖的程序，该文还提出了一个高效的冗余计算分割的实现方法，该技术已经在一个并行编译器中实现，试验结果表明，它比传统的通信优化技术有明显的优越性。     

基于国产CPU的并行冗余计算机系统研究

目前国家不断推进的国产自主可控信息系统建设,其核心国产计算机系统由于技术成熟度低、市场推广晚等原因,暴露出可靠性低、稳定性差的问题,直接导致系统功能无法成功应用;围绕国产化计算机系统的并行冗余架构开展研究,通过计算机系统架构的软硬件设计,以及高速缓存一致性架构、高速互联总线和三状态转换机制方法的应用,基于国产CPU 并行冗余计算机系统,可以有效消除备份计算机系统进行当班切换时,存在的切换时间延时和切换过程数据丢失的问题;通过试验验证,该系统可以完成计算机系统中CPU处理器和功能桥片故障模式的容错处理,并保障信息数据的完整性和实时性,有效提高设备中计算机系统的工作可靠性与稳定性。     

Trajectory Tracking Control of an Underactuated Underwater Vehicle Redundant Manipulator System

The purpose of this study is to control the position of an underactuated underwater vehicle manipulator system (U‐UVMS). It is possible to control the end‐effector using a regular 6‐DOF manipulator despite the undesired displacements of the underactuated vehicle within a certain range. However, in this study an 8‐DOF redundant manipulator is used in order to increase the positioning accuracy of the end‐effector. The redundancy is resolved according to the criterion of minimal vehicle and joint motions. The underactuated underwater vehicle redundant manipulator system is modeled including the hydrodynamic forces for the manipulator in addition to those for the autonomous underwater vehicle (AUV). The shadowing effects of the bodies on each other are also taken into account when computing the hydrodynamic forces. The Newton‐Euler formulation is used to derive the system equations of motion including the thruster dynamics. In order to establish the end‐effector trajectory tracking control of the system, an inverse dynamics control law is formulated. The effectiveness of the control law even in the presence of parameter uncertainties and disturbing ocean currents is illustrated by simulations.     

命名数据网络中的一种冗余控制策略

命名数据网络(Named Data Networking, NDN)作为一种新型网络架构,内在地支持多路径转发和网内缓存,使得网络中存在大量冗余数据,会大大增加拥塞可能性。为解决上述问题,以减少兴趣包和数据包的转发数量为出发点,提出了基于扩展链路状态通告(Extended Link State Advertisements, ELSA)的冗余控制算法(ELSA-based Redundant Control, ELSA-RC)。该算法一方面在路由节点新添一个跳数数据库(hopDB)来保存兴趣包的最新跳数,并通过发送ELSA以增强邻居节点的hopDB更新,从而降低兴趣包转发深度;另一方面,基于待定请求表的接口信息和收到的ELSA消息来阻止重复数据包的返回。基于ndnSIM的仿真结果表明：相较传统NDN,采用ELSA-RC后兴趣包和数据包的传输数量分别减少了约15%和26%,平均时延减少了约14%。因此,使用ELSA-RC能显著减少兴趣包和数据包在网络中的无效扩散和重复传输,同时还能降低网络时延,使NDN网络性能得到提高。     

冗余PLC在楼宇自动控制系统中的运用

分析了楼宇自动控制系统的网络结构以及其在各机电设备系统中的控制作用,根据某金融中心大楼的楼宇自动控制要求,结合西门子400H PLC现场控制器的应用特性,建立具有冗余及故障安全功能的可编程控制器楼宇自动控制系统,并完善了系统的硬件配置及软件程序编写。结果表明,冗余可编程控制器楼宇自动控制系统在实际项目中具有较高的稳定可靠性,保障了大楼中机电设备的正常运行。     

基于雅可比转秩-RRT法的冗余机械手路径规划

针对核反应堆检修用机械手在末端任务给定的无碰撞路径规划问题进行研究.提出一种将雅可比转秩控制算法与快速搜索随机树法相结合的混合算法,通过选择距目标点工作空间距离最近的位姿点作为树的扩充节点,避免对逆运动学进行求解.利用雅可比转秩控制算法计算出最优扩充方向,采用二分梯度下降扩充方法对末端工具速度加以限制,避免关节速度发生突变.仿真结果表明该混合算法的快速性和有效性.     

Freelance 2000系统冗余控制站的实现

本文详细阐述了实现Freelance 2000集散控制系统冗余控制的硬件连接及软件组态的正确步壤，以及调试过程中出现问题的解决方法。