基于模糊控制的微操作平台位置精度补偿方法

由于压电式微操作平台的迟滞非线性会导致其位置精度和动态性能下降,且难以建立精确的迟滞非线性模型,采用一种基于模糊控制策略的位置精度补偿方法,以摆脱对迟滞模型的依赖。以一种一维压电式微操作平台为对象,以平台的位置偏差与偏差变化率为模糊输入,压电驱动器输入电压变化量为模糊输出,提出采用基于PID控制的实验数据获取经验来制定模糊规则的方法。通过模糊推理和解模糊过程,建立平台输入量与输出量之间的模糊关系,实现了可消除迟滞现象的自适应补偿。为了说明所提出的位置精度补偿方法的可行性,通过实验与PID控制进行比较,分析平台跟踪不同频率正弦信号的位置误差。实验结果表明,所提出的模糊控制方法能使平台具有更高的位置跟踪精度和更快的跟踪速度,并具有较好的自适应性。     

面向机器人辅助神经外科手术的视觉标定方法

针对无框架图像引导的机器人辅助神经外科手术中的空间标定问题,提出了一种非接触式的标定方法,该方法利用双目立体视觉技术,实现临床手术中的病人头部标记点(Mark点)的标定任务。大量实验和数据分析验证了该视觉标定方法的精度,保证了该方法应用于神经外科临床手术的可靠性。该方法与传统的接触式标定相比,具有安全性高、易于操作、可实时更新数据等优点。     

大功率五坐标机床A轴的新型控制算法设计

针对齿隙和非线性摩擦对A轴控制精度的影响,设计了增益自调节模糊控制器,通过引入基于连续指数函数的增益自调节策略,消除了传统模糊控制中增益切换引起的控制律突变.虽然增益自调节模糊控制可以实现良好的动态响应和较小的稳态误差,但其需要二维模糊控制规则表来计算控制律,这在一定程度上影响了控制系统的动态响应速度.因此,设计了增益自调节模糊滑模控制器,通过采用模糊控制来逼近滑模等效控制律中的非线性函数项,消除了传统滑模控制的抖振现象.实验结果表明,本文所设计的两种控制算法均能实现较快的零超调动态响应及较高的稳态精度,能有效提高整体叶盘型面的加工精度和表面一致性,并显著降低叶片表面粗糙度.     

基于虚拟安全操作平面的机器人粒子植入规划方法与实验研究

采用机器人辅助医生完成粒子植入手术,其机器人末端定位精度、安全操作性能以及自动化程度,对临床应用有非常重要的意义。本文在搭建了粒子植入机器人实验系统的基础上,研究了机器人位置闭环控制算法,并提出了一种基于虚拟安全操作平面的粒子植入规划方法,该方法避免机器人操作事故和减小手术时间、能耗。结合虚拟安全操作平面策略、Hopfield神经网络最短路径搜索以及6步循环粒子植入运行程序这3个过程,设计了安全可靠、人机协助的智能化前列腺粒子植入机器人控制系统上位机控制软件。完成了粒子植入精度评估实验,粒子在x向放置精度相对较高,在y向和z向位置误差分别为0. 25mm和0. 34mm,粒子整体的放置精度误差为0. 84mm,粒子植入操作时间(和医生对比)减小了60%左右。     

模糊控制对精密实时跟踪控制系统性能的改善

本文介绍一种既能改善子轴的过渡过程，又能保证子轴的跟踪精度的模糊控制方法。并给出了相应的实验数据。实验结果表明，系统跟踪动态目标时，模糊控制对子轴的过渡过程和跟踪精度都有明显的改善和提高。     

嵌入式机器视觉光轴与物面垂直度调节新方法

为了提高二维视觉测量的精度,本文提出了一种嵌入式机器视觉光轴与物面垂直度调节的新方法(面积法).该方法将立体成像原理与数字图像处理结合,采用Harris算子与空间矩结合提取特征点亚像素坐标,利用海伦公式计算特定区域的面积,再根据相机镜头与被测物相对倾斜时特定区域的面积变化规律,准确的判断光轴与物面垂直度.实验证明,该方法操作简单,稳定性好,实用性强,能够很好的提高二维视觉测量的精度.该方法已应用在嵌入式机器视觉工业现场.     

钛及钛合金平面磨削加工工艺研究

磁控溅射钛靶靶面加工精度要求很高,采用一般砂轮磨削,砂轮粘附现象严重,磨削精度达不到设计要求.为此,通过分析钛的物理力学性质,设计制备了专用砂轮.其砂轮的磨粒组成及精度、硬度和粘结剂均与钛的性质相匹配.通过试验筛选确定了一组合适的磨削参数.其磨削速度v0=35 m/s,工件纵向进速度vw=12～15 m/s,砂轮径向进给运动单行程量fr=0.005 m/单行程.采用此参数进行磨削,钛靶靶面尺寸精度和粗糙度均可达到设计要求.     

面向ROI编码的立体图像比特分配策略分析

为了提高基于感兴趣区域(ROI)的立体图像编码的效率,从人眼视觉感知的角度提出了一种探寻合理的立体图像比特分配策略的方法.该方法设计了两个主观实验,其中实验I对各种比特分配策略下的失真立体图像进行视觉质量评价,而实验II在实验I的基础上对所有失真立体图像进行两两对比实验.实验结果表明:合理的比特分配策略对基于ROI的立...     

混合式定量加料过程的PID-模糊控制

在论述混合式定量加料原理的基础上，介绍了PID-模糊控制在混合式定量加料中的应用，研究了一个具体的PID-模糊控制设计方法，在实验的基础上得出相关的参数，用Matlab仿真结果表明PID-模糊控制提高了称重过程加料精度，并有效地改善控制系统的稳定性和可控性。     

基于透视图像的股骨颈手术导航系统研究

针对股骨颈复位微创手术复位精度低,手术失败率高的问题,在研究C臂透视成像的基础上,基于MicronTracker双目视觉传感器研制了一种新型视觉导航系统.建立了系统数学模型,在Matlab中对模型进行了仿真,采用蒙特卡罗法对误差来源进行了分析,根据系统误差分析结果提出了误差控制策略.针对股骨生理解剖结构提出了股骨颈空心钉手术规划方法,同时系统给出了手术环境的视频信息,实时监控双目视觉传感器跟踪状况.通过相关的临床实验,验证了该手术导航系统的可行性.