基于LMI优化的对偶四元数手眼标定算法

针对相机标定误差和机器人正运动学求解的误差对手眼标定精度的影响以及传统对偶四元数法用奇异值分解求解手眼标定时易受到外界干扰产生较大误差的问题,提出一种基于LMI优化的对偶四元数手眼标定算法。该方法以对偶四元数的形式将手眼标定方程分解成两部分,简化问题模型,分别估计旋转矩阵和平移向量。该方法先用线性矩阵不等式优化的方法替代传统奇异值分解法求得精确度更高的旋转矩阵,再通过改写平移向量的标定方程,建立新的目标函数,然后用线性矩阵不等式优化的方法求得平移向量。最后,通过开源数据集实验和手眼标定平台上的实测实验结果分析,证明了该算法在求解精度和稳定性上都优于传统对偶四元数（CDQ）算法、经典算法Tsai法和Navy法,并验证了该算法在实际应用中的可行性。     

一种六自由度汽车悬架测试控制系统的设计

主要介绍了基于施耐德LXM32A系列的六自由度汽车悬架测试控制系统以及整体机械机构的设计。通过CANOPEN通信协议控制伺服电机的运动,从而推动平台模拟各种路面的路谱信息。系统硬件主要由六路伺服电动缸、运动平台和汽车悬架组成,并通过加载不同的路谱信息验证六自由度汽车悬架测试系统的可行性。     

驾驶员座椅悬架系统主动控制研究与仿真分析

针对车辆座椅悬架系统,建立电控空气弹簧悬架座椅系统的车辆-座椅三自由度物理模型和数学模型,以路面信号为激励源,应用随机线性二次型最优控制理论(LQG),根据系统性能要求选取合适的频率加权系数,设计出控制系统的最优反馈规律,并在MATLAB中对该模型进行仿真.结果表明:这种控制策略对路面激励通过车辆系统传递到驾驶员座椅的振动控制具有更好的适应性,能有效降低驾驶员所承受的垂直振动加速度.     

慢刀伺服车削刀具补偿算法优化

目的 优化刀具补偿算法,从而提高复杂曲面慢刀伺服车削加工的表面质量。方法 针对法向补偿算法容易导致X轴动态性能降低以及Z向补偿算法存在较大插值误差等问题,提出了一种基于坐标变换的几何补偿算法。通过坐标变换提高求解精度并简化算法,利用几何变换关系将X轴的补偿分量集中于Z轴,保证X轴的动态性能,并降低插值误差。以环曲面为例,对刀具补偿算法进行仿真分析和试验验证。结果 仿真结果显示,在法向补偿算法下X轴速度波动较大,而在本文提出的算法下X轴可以保持匀速运动;在刀具补偿环节,与本文提出的算法相比,Z向补偿算法产生的插值误差较大,最大插值误差达到了0.015mm以上。试验结果显示,在法向补偿算法下环曲面的表面粗糙度值最大（Ra=0.112μm）,且远大于Z向补偿算法和本文提出的算法;而在Z向补偿算法和本文提出的算法下,环曲面的表面粗糙度值相差不大（分别是Ra=0.066μm和Ra=0.062μm）。在法向补偿算法、Z向补偿算法和本文提出的算法下得到的PV值分别为16.9、13.8、8.8μm。结论 在保证X轴动态性能的前提下,刀具补偿算法对表面粗糙度影响不大。与法向补偿算法和Z向补偿算法相比,本...     

基于模拟退火耦合粒子群算法优化BP神经网络的机床主轴热误差补偿研究

为了降低机床主轴运行产生的热误差,建立混合算法优化BP神经网络预测模型,通过实验验证预测精度。分析模拟退火算法和粒子群算法的不足,采用模拟退火算法耦合粒子群算法,给出混合算法寻优步骤。引用BP神经网络结构,构造机床主轴热误差预测模型,采用混合算法优化BP神经网络预测模型。采用实验验证主轴热误差预测精度,并与优化前进行比较和分析。结果显示:采用混合算法优化后的BP神经网络预测模型,其Y轴方向产生的最大误差值从7.3μm降低到2.3μm;而Z轴方向产生的最大误差值从7.5μm降低到2.6μm。同时,机床主轴整体误差波动幅度较小。采用混合算法优化BP神经网络预测模型,用于机床主轴热误差在线补偿,提高了加工精度。     

绝对式光栅尺测量精度补偿方法研究

文章研究绝对式光栅尺测量精度的影响因素,探索提高绝对式光栅尺测量精度的补偿算法。通过分析绝对式光栅尺测量精度的影响因素设计出绝对式光栅尺测量精度检测平台,在该平台上进行多次精度测量,得到误差曲线;根据误差曲线的特性,依次采用一次线性补偿,分段线性补偿和基于径向函数的神经网络补偿算法进行修正,并写入到绝对式光栅尺读数头内。从实验结果显示,绝对式光栅尺经过一次线性算法补偿后,精度提高到2.8μm,经过分段线性算法补偿后精度提高到1.08μm,经过基于径向函数的神经网络算法补偿后精度可提到0.65μm。表明以上三种算法都能达到对绝对式光栅尺测量精度进行补偿目的,对绝对式光栅尺精度的提高具有较大意义。     

基于NURBS插补的汽轮机叶片背弧面数控加工模拟与误差分析

弓高误差是影响汽轮机叶片加工质量的关键因素之一。根据汽轮机叶片数控切削加工的质量要求,采用NURBS曲线插补算法,并用MATLAB软件模拟了NURBS插补过程。通过UG6.0数控仿真模块进行模拟加工,分析仿真数据可知:采用NURBS插补方法模拟加工汽轮机叶片背弧面,弓高误差为0.080～1.154μm。     

履带式巡检机器人底盘结构动力学仿真分析

履带式机器人具有负载能力大、越障能力强等特点,被广泛应用于巡检探测、应急救援等领域。它在行走过程中底盘结构力学稳定性,将直接影响机载探测器、传感器等的工作性能。针对此,建立动力学理论模型和路谱函数,利用动力学分析软件ADAMS建立履带式机器人底盘的虚拟样机模型,并结合路谱函数,对不同路况下的底盘动力学特性进行仿真分析。分析得出不同速度下的振动加速度曲线,进而为机载设备安装布置和性能预测提供参考。     

并联驱动振动辅助旋转运动装置的设计与分析

在椭圆振动切削时,相邻轨迹间残留高度难以消除。设计了一种非共振驱动类型的并联驱动振动辅助旋转切削装置,能主动调整金刚石刀尖的运动频率与幅值等参数,适应不同的工件材料表面加工。该装置采用两压电平行驱动,根据压电叠堆输入的不同而具有不同相位的余弦信号,可调整装置旋转运动平台的旋转角度,进而获得理想的运动形式。通过有限元仿真分析,在200 N输入力作用下的输出端输出位移分别为5.13、11.37、0.061μm,刀具绕刀位点旋转角度近似为8°,前三阶模态分别为3675.5、4232.3、5061.3 Hz。通过轨迹计算分析,当A_1=4μm、A_2=4μm、ψ_1=0°、ψ_2=30°时的旋转角度近似为5.5°;当A_1=4μm、A_2=2μm、ψ_1=30°、ψ_2=60°时的旋转角度近似为5.2°;当A_1=6μm、A_2=4μm、ψ_1=60°、ψ_2=90°时的旋转角度近似为5.8°。结果表明:该方案可实现刀具绕刀位点Y轴做高频往复摆动运动,满足设计要求。     

六自由度并联机构的控制系统及仿真试验探究

对六自由度并联机构液压系统主要的动力执行机构进行数学模型的建立以及稳定性简要分析,以满足六自由度并联机构中六个独立的单缸伸缩机构在速度、位移及加速度等运动指标的要求;文章在进行三维建模后按田间路谱信息的要求运用ADAMS对并联机构整体进行运动模拟仿真;考虑到系统中的伺服阀误差分析,针对仿真得到的结果选取一驱动函数在AMESIM建立的系统中变化伺服阀前置放大级与PID控制共同调节系统误差,实现与所选取的驱动函数准确跟随。     

AMT执行机构多轴向多激励道路模拟试验方法研究

AMT执行机构的振动疲劳可靠性是AMT最重要的性能之一,为对AMT执行机构的振动疲劳可靠性进行准确高效的分析和评价,提出了基于时频域误差加权远程参数方阵控制（RPC）的AMT执行机构多轴向多激励道路模拟试验方法。针对轿车AMT建立了其道路载荷谱采集方法,在东风汽车试验场采集了AMT及其执行机构实际道路行驶振动载荷谱,并对载荷谱进行了预处理和重复性检验,获取了AMT执行机构室内道路模拟试验期望响应信号。针对AMT执行机构实际道路行驶时的振动受载特征,设计开发了AMT执行机构多轴道路模拟试验台,结合采集的实际道路行驶载荷谱和开发的AMT执行机构多轴道路模拟试验台,采用时域和频域误差加权系数均为0．5的远程参数方阵控制（RPC）载荷谱模拟迭代方法在室内准确高效地再现了AMT执行机构实际行驶载荷谱,从而建立了AMT执行机构多轴向多激励道路模拟试验方法,为室内准确高效考核轿车AMT执行机构振动疲劳可靠性提供了一种行之有效的手段和方法。     

对偶四元数在六自由度飞行模拟器的仿真研究

六自由度平台作为飞行模拟器重要的载体,上下平台的坐标变换至关重要。研究对偶四元数在六自由度运动平台的应用,给出对偶四元数在坐标系转换的换算参数,并在MATLAB/SIMULINK中对六自由度运动平台的反解和经典洗出算法进行了仿真验证,证明对偶四元数在六自由度运动平台具有很好的准确性和可靠性,拓展了六自由度平台坐标变换矩阵的选择范围。     

基于差分进化的六自由度并联机构运动学正解

6自由度摇摆台因其具有刚度大、承载能力强、惯性小、位置误差不积累、易于力反馈控制等优点得到了越来越深入的研究与应用。通过分析6自由度并联机构的结构与运动学模型,提出了一种具有全局寻优的基于差分进化的位置正解方法。差分进化方法在充分借鉴遗传进化算法的思想基础上,采用了3个基因的相对信息,可以较好地提升算法的全局寻优能力,而且算法采用实数编码方式更容易在实践中应用。仿真表明了该算法对求解问题起到了很好的全局优化作用。     

6-DOF主动波浪补偿液压平台的结构优化分析

开展6-DOF船用主动波浪补偿液压平台结构优化设计,旨在提升波浪补偿液压平台承载和空间补偿能力,减小补偿平台体积和质量。依据海浪运行形态给定六自由度船用波浪补偿液压平台所需的补偿参数指标,利用虚拟样机技术,在ADAMS软件仿真环境中建立该平台的参数化模型;以其最大负载为优化目标,对该参数化模型的结构尺寸进行优化,得到该平台结构尺寸的优化结果。结果表明：优化后,六自由度船用波浪补偿液压平台的负载能力较最初增加了约15%,支腿液压缸的行程减小了约13%,平台负载能力提升且结构更加紧凑合理。为检验此次对平台结构尺寸优化的有效性,利用SolidWorks软件建模,并导入ADAMS软件中仿真,检验了模型的补偿能力。     

基于并联机构的船舶运动模拟控制器设计与仿真

基于Stewart并联机构设计六自由度船舶运动模拟器,推导模拟器在给定运动位姿下驱动支链伸缩量的逆解算法。以垂荡-纵摇耦合运动为例,联合MATLAB/Simulink和SimMechanics构建运动模拟器仿真模型,并建立基于PID控制算法的驱动模型。为有效提高模拟器运动精度,基于模糊PID控制算法,应用模糊规则和推理方法对PID参数进行在线整定,设计相应的模糊控制器。结果表明：对波浪运动模拟器实施模糊PID控制后,计算得到的驱动支链伸缩位移误差能较快达到稳定值,稳定后误差明显比经典PID控制算法低。     

5-UPS/PRPU五自由度并联机床基准位形的确定

确定了5-UPS/PRPU五自由度并联机床的刀尖点的空间搜索范围,计算出该搜索范围内动平台的位姿,将这些动平台位姿进行几何约束条件的检验,通过对满足几何约束条件的动平台位姿的雅可比矩阵的3个灵巧度指标分析,以综合误差系数为机床性能评价指标,搜索出并联机床的基准位形,为并联机床工件坐标系定位算法的研究提供了理论基础。     

六自由度地震模拟试验台运动轨迹规划

本文以六自由度地震模拟试验台为研究对象,构建了位姿反解模型。提出了一种六自由度地震模拟试验台运动轨迹规划方法,通过位姿反解模型推导出了六自由度地震模拟试验台与手动六自由度平台之间关节空间和工作空间的相似关系。利用相似性关系获得六自由度地震模拟试验台驱动缸的运动方程,实现对手动六自由度平台的运动过程再现。建立了六自由度地震模拟试验台与手动六自由度平台仿真模型,仿真实验结果验证了相似结构六自由度平台之间驱动缸和上平台的运动特性曲线关系。为六自由度地震模拟试验台的控制系统的设计提供参考。     

弹药运输车辆随机振动的测试及理论分析

介绍了基于加速度方法的路面谱测试,通过在军用车辆车轴和车厢上布置三向加速度传感器,忽略轮胎等因素的影响,车轴测点垂直方向的加速度信号近似路面不平度,车厢上测点的加速度信号则反映弹药的实际振动。分析了车厢不同测点沿x、y、z三个方向及绕三个方向的振动情况,结果表明:该方法可行,并具有很高的可靠性,为通过室内道路模拟设备模拟弹药的实际振动奠定基础。     

基于齿面拓扑修形的驱动桥主减齿轮啸叫分析与优化

针对某轻型客车在减速滑行阶段出现的驱动桥齿轮啸叫问题,提出一种齿面拓扑修形方法来优化驱动桥齿轮啸叫噪声。利用LMS Test.Lab设备进行路试测试,识别出噪声源来自驱动后桥主减齿轮的啮合振动。对主减齿轮当前齿面接触性能进行分析,在此基础上,提出采用齿面拓扑修形方法对当前齿面接触区和传动误差进行修正。对修形前后的齿面加载啮合性能和NVH仿真曲线进行对比分析,仿真结果表明:修形后齿轮啮合性能和NVH性能都得到了提升。对修形前后的主减齿轮进行了路试测试实验,实验结果表明:齿面修形后齿轮啸叫问题得到了明显改善。