单自由度磁悬浮微动机器人的模糊控制系统研究

提出利用电磁铁的磁力作为机器人的运动驱动,利用这种电磁力的磁悬浮微动机器人不需要任何关节,结构紧凑,运动精度高。文中介绍了一种基于DSP的单自由度磁悬浮微动机器人的结构和工作原理,研究了磁悬浮机器人的运动控制系统,包括DSP系统、控制算法、软件结构,实验证明该系统能够较好地控制机器人的运动。     

磁悬浮微动机器人的磁力及其运动特性分析

提出利用电磁铁的磁力作为机器人的运动驱动,利用这种电磁力的磁悬浮微动机器人不需要任何关节,结构紧凑,运动精度高。文中主要介绍了这种机器人的结构及其原理,推导了机器人的磁力特性以及运动特性,并通过单自由度磁悬浮实验台对运动特性进行了验证,实验证明推导的结果是正确的。     

微动机器人运动学分析的基础研究

本文针对微动机器人的特点,采用微分的方法对微动机器人的运动学进行了分析,得到的六自由度并联微动机器人的输入输出的位移方程、速度方程、加速度方程均具有显式的正逆表达形式,使微动机器人的运动学分析十分方便,具有通用性。     

微动机器人弹性体有限元分析

建立结构解耦6 DOF并联微动机器人的有限元模型,通过仿真得出有限元位移输出,与理论值相比,误差在允许 范围内,证明该微动机器人良好的解耦效果。     

微动机器人的致动机理研究综述

MEMS是当前研究的一个热点，微机器人对于发展MEMS具有重要意义，也是MEMS的一项不可缺少的内容。微动技术是机器人学理论的一个重要分支，也是发展微机器人及相关微技术的基础。目前，各种新型微驱动器层出不穷，极大地推动了微机器人技术的发展。对于微动原理进行分析，从本质上弄清微动产生的机理，不仅可以丰富机器人学理论，还有可能使微动技术产生质的飞跃。从这一角度出发，对各种微动原理加以详细分析和比较，以期得出有意义的结论。     

3-RRR平面并联微动机器人的运动学分析

运动学分析是并联机器人机构分析中的首要问题,是进行机构动力学分析、精度分析的基础,而全柔性微动机器人机构的首要目标就是精确实现所需的运动。因此对其运动学的研究在机构学领域占有重要的地位。本文对平面并联微动机器人进行了建立伪刚性模型,采用闭环矢量原理建立理论运动学线性模型,得到理论Jacobian矩阵,其次对该机构进行实验分析,得到工作平台的实验输出位移和方位角(Jacobian矩阵);然后用ANSYS软件对其进行有限元分析,得到有限元运动学模型(Jacobian矩阵值),最后通过分析比较该机构的理论运动学方程、实验运动学方程和有限元运动学方程,得到输出平台适用的运动学方程。     

基于细胞图像的微动机器人视觉分析及其轨迹规划

为提高微动机器人的运动精度,需要在微动机器人系统建立闭环控制系统,在细胞图像的基础上,分析微动机器人视觉特点,研究针对细胞图像的图像处理方法,提出细胞图像边缘连接的具体算法,通过细胞图像边缘连接方法得到图像特征,为进一步实现微动机器人轨迹规划和闭环控制奠定了基础.     

基于压电陶瓷驱动的并联微动机器人静力学及其微动平台的静刚度分析

并联微动机器人通过弹性铰链的弹性变形实现终端平台的微运动,静力学和静刚度是微动机器人必须解决的问题。充分考虑弹性铰链的弹性反力/力矩,对6-PSS并联微动机器人进行静力学分析,建立了压电陶瓷驱动力与微动平台外载的关系模型,并定义了微动机器人的驱动刚度矩阵。基于并联微动机器人的特殊性,定义了微动平台的刚度,通过静刚度分析推导出了微动平台刚度矩阵,为并联微动机器人结构刚度设计、弹性铰链刚度综合和动力学分析提供了理论基础。     

3-PPSR并联微动机器人静刚度分析

为简化6支链并联微动机器人的复杂结构,减小装配误差,提出压电陶瓷驱动的3-PPSR构型6自由度并联微动机器人结构.采用整体式下平台和三条两端带有柔性球铰链和直圆柔性铰链的支杆,使结构紧凑并有利于提高精度.为分析对并联微动机器人精度具有重要影响的静刚度指标,首先求出此类机器人的逆解矩阵及支杆柔性铰链处微小角位移和末端位姿的关系.在此基础上,考虑支杆两端柔性铰链和弹性平板的弹性变形,运用虚功原理推导并联微动机器人静刚度矩阵.进而仿真分析机构各几何参数对静刚度的影响,获得支杆两端铰接点半径及直角弹性平板和支杆两端柔性铰链尺寸对刚度的影响规律,为此类并联微动机器人刚度配置和机构优化设计提供理论依据.     

压电微动工作台的位移复合控制

为解决稳态精度和稳定性之间的矛盾,提高压电陶瓷执行器的控制性能,进而提高其驱动的微动工作台的定位精度,构造了一种前馈补偿同反馈调节相结合的复合控制算法。其中,前馈补偿为基于压电陶瓷执行器迟滞非线性模型的前馈控制,通过自学习算法来实现,用来补偿压电陶瓷执行器的迟滞非线性,提高对参考位移信号的跟踪能力;反馈调节为PID反馈控制,用来进一步校正前馈补偿没有消除的偏差以及由模型的不确定性所引起的误差,且为了减小积分饱和作用以及微分对扰动的敏感性,对PID算法进行了改进,使之成为一种变系数积分与加权微分的PID算法。试验验证了该算法的有效性,并将该算法同其他控制算法——开环控制、前馈控制、PID 反馈控制进行了对比试验研究,结果表明,复合控制算法比其他控制算法具有更好的性能。     

轮式底盘测功机数据采集控制系统设计

介绍了底盘测功机的采集控制系统的组成和工作过程。测功机数据采集控制系统由主控机、测功机控制系统、各项参数检测传感器及其信号调理电路组成。主控机与测功机控制柜可实现对电机的共同控制,采用模糊PID控制器调节电枢电压来改变电机扭矩,达到加载效果。计算机软件采用VB6.0设计,实现检测数据的接收,显示和打印。     

基于XBee的无线数据采集系统开发和应用

为了及时、方便地获取车间现场数据,研究开发了一种基于XBee模块的无线数据采集系统,包括手持式数据采集器及连接数据服务器的接收器。手持数据采集器以8052单片机为控制核心,集成了XBee无线通信模块以及满足PS/2协议的条码阅读模块,可通过数字小键盘、条码阅读器在车间现场采集各种工票及其进度等离散数据,并实现实时无线传输。介绍了该数据采集系统的设计原理及其软硬件系统,以及在某企业生产车间的实际应用。实际应用结果表明,该系统使用方便,安全性好,适用于生产现场的离散数据采集和无线传输。     

基于PDIUSBD12的现场数据采集系统

介绍了一种基于PDIUSBD12的现场数据采集系统设计方案,阐述了系统结构、硬件组成和软件设计,实现了远程现场数据的实时采集.该系统具有体积小、成本低、工作可靠等特点,适用于工业现场的实时数据监控.     

远程维修系统中PXI虚拟仪器数据采集研究

针对远程维修系统中数据采集的特点,提出了基于PXI虚拟仪器的数据采集方案,保证系统稳定性良好。对方案中传感器、信号调理电路以及数据采集卡等有关硬件电路进行了设计;对图像信号的采集、处理方式进行了讨论。     

基于多Agent的高层体系结构分布式数据记录系统研究

为消除现有数据记录机制对高层体系结构仿真系统性能的不利影响,提出了基于多智能体的高层体系结构分布式数据记录系统的解决方案。该方案采用类似可扩展标记语言的表达形式与Petri网相结合的描述方法,对数据记录过程的行为特征进行形式化描述,实现了对该描述方法的层次语言支持。为满足信息获取的快速高效,以及访问负载的相对均衡,采用分层数据管理与组织机制,实现了对松散耦合的分布数据进行统一管理和更新。最后,针对应用于该系统协调决策过程的强化学习算法进行了探索性研究。     

AT89C2051在A／D转换中的应用

在简要介绍了I2C串行总线[1]和闪速(Flash)单片机[2]的基础上,重点研究了在数据采集系统中应用I2C串行总线的原理和方法。阐述了I2C总线的结构,并对I2C总线上的数据传输进行了详细分析。通过一个应用实例,提出了Flash单片机与串行E2PROM进行连接的实现方案。其中的硬件是针对应用广泛的AT89系列中的AT89C2051Flash单片机而设计的,而串行E2PROM以AT24C16为例。研究表明,在数据采集系统中应用I2C总线是方便、灵活、有效的,而且切实可行。I2C串行总线可以广泛地应用于不同领域,本文介绍的内容,对应用I2C总线具有一定的参考价值。     

飞控传感器综合检测系统的研制

提出了一种飞控传感器综合检测系统的研制方案,该系统能够在不具备飞控系统配套联试的条件下对飞控系统的多类传感器进行检测,并且系统实现了对传感器输入信号的自动给定,输出信号的自动采集,测试状态的三维图形仿真,采集数据的分析、校验、存取与导出等多项功能,对飞控系统检测精度和检测自动化程度的提高具有重大意义。     

程控增益技术在数据采集中的应用

介绍了一种实用的程控增益技术，该技术利用DAC0832作为程控增益放大器，具有良好的控制特性，线性度好。文中详细介绍了其软、硬件设计，并给出了测试结果。实践证明设计是可行的，且已产生了较好的社会效益和经济效益。     

面向无人机数据采集的 LoRa 扩频因子预测模型研究

针对在缺少移动网络覆盖的偏远地区实现大面积数据采集与环境监测,首先设计了无人机移动网关与地面节点的LoRa 通信协议;在此基础上提出了一种基于改进极限学习机(PG-ELM)的扩频因子预测模型,以实现扩频因子的动态调整。 为提高预测准确度与效率,该模型以信号强度、信噪比、距离、丢包率、温度和相对湿度作为输入,以粒子群算法(PSO)和灰狼算法(GWO)联合算法对 ELM 模型进行改进。 通过无人机移动通信试验获取 LoRa 通信数据样本集,进行模型训练获得优化的PG-ELM 模型。 试验结果表明,在 20 kB 数据大小的情况下,本方案的数据采集时间比单一 SF12、SF7 减少约 78% 和 26% ,平均通信能耗比单一 SF12 降低 70% 以上,数据包投递率(PDR)高达 98% ,在能效性和预测实时性等方面优势明显。     

车载式数据采集与无线传输系统的研制

工业现场的数据采集在很大程度上受现场环境的限制,针对某钢铁厂高炉上料小车位置复杂,工作环境恶劣,现场不好布线的情况,提出一种运用DTD462B无线数传模块,把采集到的数据通过无线传输的方式传给上位机的设计方案,并进行系统的调试与验证,从而实现在线监测料车轴承的振动情况。