一种仓储物流自动导引小车的动力学建模及验证

为缩短仓储物流行业中自动导引小车的开发设计周期,构建自动导引小车的仿真模型。从质量和质心出发,采用拉格朗日法建立差速驱动自动导引小车本体的动力学方程。对电机部分进行分析,建立电压响应方程。通过将二者结合,建立负载与质心可变的差速驱动自动导引小车完整的动力学整车模型。通过MATLAB仿真,与实际系统的速度响应进行了对比分析。结果表明:所设计的负载与质心可变的差速驱动自动导引小车动力学整车模型与实际系统的响应误差在一个量级中,验证了动力学整车模型的正确性和可行性。     

基于虚拟样机的六自由度弧焊接串联机器人的运动仿真

针对弧焊接机器人的特点,建立了六自由度串联机器人D-H运动学模型,对模型进行了运动学分析。提出了基于多项式函数插值法的空间轨迹规划方案,算例验证显示:手臂运行平稳,空间点全部在机器人工作空间以内。为模拟实际工作过程,进行了虚拟样机仿真,仿真曲线平稳,无骤变现象,验证了该机构的合理性。     

搬运机械手模糊滑模增益跟踪控制北大核心

针对非线性机器人系统中未建模动力学以及未知扰动的问题,提出了一种抗干扰的自适应模糊增益滑模控制策略。首先根据D-H坐标法建立机械臂的运动学、动力学模型;再次,引入Mamdani模糊规则和自适应律逼近理论,通过对Lyapunov函数的设计,建立滑模控制律,选取机械臂整体动力学模型为研究对象,引入干扰并进行仿真分析;最后,通过对鲁棒滑模控制、自适应滑模鲁棒控制、自适应模糊增益滑模控制策略进行比较,验证本文所提方法的有效性。     

基于高斯基模糊神经网络的移动焊接机器人焊缝实时跟踪

对所研制的焊接移动机器人建立了运动学模型并设计了基于高斯基模糊神经网络的焊缝跟踪控制器.采用Denavit-Hartenberg(D-H)齐次坐标变换法分析了机器人本体和滑块对焊炬点位姿的运动学行为,建立了较为完整地运动学模型.在此基础上.提出了采用高斯基模糊神经网络实现焊缝实时跟踪的方法.采用高斯函数作为隶属函数,以滑块位置和小车方位角作为输入,焊炬的转向调整角作为输出,利用神经网络的自学习和自适应能力,实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改.焊缝跟踪试验验证了所设计控制器的有效性,其跟踪精度可始终控制在±0.5 mm以内,满足实际焊接工程的需要.     

S型无碳小车的建模设计与运动仿真及试验

根据全国大学生工程训练综合能力竞赛的命题,设计一种可以将重力势能转化为机械能并能驱动小车行走的无碳小车。先运用NX10.0软件对无碳小车进行建模设计、装配和运动仿真;接着根据设计的模型完成小车的零件加工和装配;最后对实物样机进行调试,记录轨迹数据,将试验结果与运动仿真的结果进行对比。结果表明:运动仿真的轨迹基本符合小车实际情况下行走的轨迹,验证了设计方案的可行性;运动仿真小车能避开障碍物桩距范围为190～305 mm,试验中小车能避开障碍物桩距范围为180～350 mm,达到了预期设计要求的200～300 mm,也为后期的结构优化提供了更便捷的方法。     

利用MATLAB与ADAMS对6R机器人控制系统仿真

为研究机器人操作臂动态特性的变化规律,提出一种新的机器人控制模型仿真方案。运用三维建模软件建立机器人虚拟样机模型;利用虚拟样机仿真软件ADAMS进行机器人动力学建模和分析。通过2种典型实例验证模型的可靠性,并利用MATLAB和ADAMS联合仿真,对机器人操作臂进行控制研究。仿真结果验证了该方案的可行性,为机器人协同控制提供了参考     

自主移动焊接机器人的运动学分析与建模

自主移动焊接机器人的焊枪执行机构由小车左右驱动轮和十字滑块2个运动单元组成。针对自主搭建的移动平台和二维运动平台2个结构,分别采用焊缝切线法和D-H法对其进行运动学分析,建立数学模型。利用Matlab/Simulink对模型进行了仿真,并通过试验验证了模型的正确性,同时该机器人在实际焊接过程中能够在精度范围内稳定工作。     

电控正流量挖掘机功率控制技术研究

针对某大型液压挖掘机,进行电控正流量挖掘机技术的研究。建立挖掘机液压系统的AMESim模型以及电控系统的Simulink控制策略模型,重点针对双变量泵的功率匹配控制提出改进全功率控制策略,建立能够模拟电控正流量液压挖掘机真实情况的复杂虚拟样机,并进行联合仿真分析,得到挖掘机系统执行元件的输出特性。结果表明：执行机构在外负载下的运动变化符合实际运动规律,同时通过与分功率控制和全功率控制对比,验证了所提出的改进全功率控制策略优越性,进一步验证了所建虚拟样机的合理性。     

工程车辆自动变速箱电液控制系统的设计及仿真研究

分析了国内外现有工程车辆换档技术现状,采用插装式电液比例阀加离合器构成了自动换档变速箱控制系统,并对其结构合理性进行了校验和分析.在此基础上提出了工程车辆的模糊智能换档策略.通过仿真模型验证了在典型工况下车辆车速和档位变化情况,从而验证了模型和模糊换档策略的正确性.为解决我国现有其它大、中功率工程车辆行星传动变速箱离合器的电控换档问题探索出了一条新路.     

薄壁管数控弯曲芯轴的参数化设计及运动仿真

芯轴对于薄壁管件弯曲成形质量有很大影响。通过对薄壁管弯曲成形工艺及各类芯轴结构分析,建立了基于仿真的参数化模型,可实现芯轴快速设计。建立了芯轴组件的实体装配模型,通过运动仿真获取芯轴运动到极限位置时的最小弯曲半径和最大弯曲角度等参数。并利用有限元分析结果验证芯轴结构参数的合理性。     

双缸液压系统活塞运动轨迹同步模糊控制研究

针对负载不平衡的双液压缸同步运动控制问题,提出一种活塞运动轨迹同步模糊控制方法。该方法首先采用基于轨迹约束的控制器将两液压缸的同步误差限制在一定范围内,并使活塞杆运动平滑。在模糊控制的基础上,引入两个模糊控制器,分别用于消除液压缸的轨迹跟踪误差和液压缸之间的同步误差。实验结果表明:即使两液压缸存在较大的负载不平衡,该复合控制方法仍能将系统的同步运动误差控制在±10 mm以内,且系统运动具有很好的平滑性。     

车轮轧制成形过程的有限元模拟

采用DEFORM-3D建立车轮轧制过程三维有限元分析模型,在建立轧制过程的数学模型和开发轧辊运动的控制算法,并与DEFORM软件集成的基础上,模拟了实际轧制过程中轧辊的运动。从轧制力对比与轮坯几何形状的分析两方面验证了模型和控制算法的可靠性;分析了轧制过程中材料的流动规律,为改进轧制工艺提供了参考。     

数控机床法向磨削力的控制试验研究

通过测量内表面磨床SUU600A加工和空载时电主轴功率,计算砂轮所受切向磨削力;根据经验算法计算法向磨削力,分析砂轮线速度、进给量、磨削深度对法向磨削力的影响,总结法向磨削力变化趋势;提出一种基于模糊PID的数控磨削加工磨削力实时控制方法.结果表明:使用模糊PID磨削力控制系统加工时,可实现对磨削力实时修调,使它始终保...     

矿用宽体车主动油气悬架的复合控制方法研究

由于矿用宽体车被动油气悬架不能根据路面情况以及车载变化达到实时调整车姿来满足车辆平顺性要求,为进一步改善矿车行驶平顺性,提出一种神经网络和模糊PID控制相结合的主动悬架复合控制方法。建立单气室油气弹簧数学模型,并经实验验证了模型的正确性;在此基础上以C级路面作为输入,建立1/2车辆动力学模型,以悬架输出力为控制对象,对控制器的设计进行了详细研究,并对矿车前半车身垂向及侧倾方向的振动特性进行了对比分析。结果表明：与被动悬架相比,所设计的主动控制策略使车身垂直加速度降低了38.45%,侧倾角加速度降低了27.16%,轮胎动载荷降低了32.68%,悬架动扰度降低了34.8%,极大地改善了车辆行驶平顺性。     

登高平台双油缸协同作业动力学仿真分析

针对多功能抢险救援车登高平台调平作业中双油缸协同控制问题,建立折叠臂及登高平台系统的动力学模型.运用ADAMS进行仿真,初步确定油缸供油顺序,得到一种分析双油缸协同作业时受力的仿真方法.运用该方法得到特定工况下油缸的正确运动状态,确定油缸的供油顺序,验证模型的调平精度.研究结果为登高平台液压系统设计提供参考.     

汽车液力缓速器恒速控制策略仿真研究

加装液力缓速器汽车恒速下坡控制是一个时变、非线性控制过程。为使汽车恒速下坡控制满足无静差、响应快的要求,通过分析液力缓速器控制特性与模糊控制特点,提出采用分级变论域模糊控制策略实现汽车恒速下坡控制。采用MATLAB/Simulink建立重型汽车下坡动力学模型和分级变论域模糊控制器,对汽车恒速下坡控制进行仿真分析,并与常规模糊控制算法控制性能进行比较。研究结果表明:分级变论域模糊控制算法能满足汽车恒速下坡控制性能要求,控制效果明显优于常规模糊控制。     

采用电液盘式制动器的电动汽车制动模型预测控制研究

为了提高电动汽车电液盘式制动器扭矩跟踪精度,降低车辆行驶中能量消耗,采用模型预测控制方法,并对控制输出结果进行仿真验证。创建电动汽车电液盘式制动器模型,根据离散一阶模型推导出电机转矩方程式,利用积分离散化对车轮打滑动力学方程进行离散化,从而推导出车辆滑移率空间表达式。设计模型预测控制系统,利用积分作用增强控制系统的抗干扰能力,通过李雅普诺夫函数对控制系统的稳定性进行证明。采用MATLAB软件对电动汽车电液盘式制动器控制效果进行仿真,与级联PI控制效果进行对比。结果显示：采用级联PI控制,电液盘式制动器控制系统反应速度较慢,车轮转矩和滑移率跟踪误差较大,电量消耗较多;采用模型预测控制,电液盘式制动器控制系统反应速度较快,车轮转矩和滑移率跟踪误差较小,电量消耗较少。电动汽车电液盘式制动器采用模型预测控制系统,可以提高控制系统的输出精度,回收能量较多。     

基于网络及总线技术的海底管道铺设焊接机器人

以开放式控制网络体系结构为理论指导,研究了海底管道铺设焊接机器人系统中多总线的集成问题.提出了基于CAN-open的数字化焊接电源控制、运动控制、角度传感、电气辅助等功能单元的一体化协同控制策略,并建立了焊接过程数据库.针对双行走电机的同步控制问题,采用同步组"分时通信、同步执行"的协议模型执行同步指令,提出了变负载运行下双电机驱动的主从速度跟随控制算法.借助自动化设备规范通信技术,研究了焊道自动覆盖功能的双机器人协同控制策略.利用先期焊接实验室及建造场地获得的焊接工艺完成了海上铺管焊接试验.结果表明,试验控制机器人系统构成和控制策略合理有效,焊接效率高,焊缝成形良好.     

非圆截面元件机器人抛光力模糊自适应PI控制

针对非圆截面元件表面机器人抛光过程中末端力的柔顺控制问题,设计一套双机器人协同抛光系统,分析双机器人协同抛光运动过程,并以Preston方程为理论依据。建立布轮抛光工具端与工件之间接触阻抗模型,分析接触力误差与阻抗模型参数之间的关系;提出自适应调整阻尼参数实现布轮抛光工具与工件的柔顺接触;引入模糊控制理论和PI控制理论对比例、积分和阻尼参数实时调整。仿真以及实验结果表明：模糊自适应PI控制相比于自适应阻抗控制及定阻抗控制具有低超调、响应迅速以及快速稳定等特点,同时能够跟随动态期望力。