基于BP神经网络的机器人波动摩擦力矩修正方法

针对机器人谐波减速器关节在转动过程中存在的波动摩擦力矩,提出一种基于傅里叶级数函数和BP神经网络的建模方法,并完善机器人的动力学模型,修正了因波动摩擦力矩带来的关节力矩计算误差.通过研究谐波减速器关节的波动摩擦力矩在不同影响因素下的变化特性,采用傅里叶级数与BP神经网络结合的方法对波动摩擦力矩进行建模.通过添加傅里叶级数函数作为BP神经网络的辅助输入,克服了力矩误差曲线因存在高频周期性波动而难以拟合的困难.在离线环境下训练神经网络,完成对关节波动摩擦力矩的建模,进而完善机器人的动力学模型和修正关节中存在的波动摩擦力矩.验证实验表明,使用完善后的动力学模型可以有效计算谐波减速器关节的波动摩擦力矩,并使修正后的力矩误差维持在[-0. 5,0. 5]N·m的范围之内,方差为0. 1659 N~2·m~2,是修正前的24. 23%.     

高空作业平台抗倾覆稳定性研究与分析

以自行走剪叉式高空作业平台为研究对象,依据国际标准ISO 16368-2003,确定了影响稳定性的负载和力,通过对不同工况下的稳定性研究分析,获得了工况变化时影响稳定性的负载和力的力矩变化,即所受负载和力对稳定性的影响因子;为此类高空作业平台的稳定性设计及应用工况起到了很好的指导作用。     

双动力车载泵开发

根据路面铣刨机转子单把刀具受力模型和计算公式,确定转子工作时所受总切削阻力矩的计算公式。在MATLAB中编写转子所受阻力矩的计算程序,运用计算机仿真得出给定条件下转子参数对切削阻力矩均值和波动的影响规律。     

基于安全性考虑的五自由度外骨骼式上肢康复机器人自适应控制

针对一类具有特殊安全性要求的五自由度外骨骼上肢康复机器人,研究了一种自适应控制策略。该机器人协助患者的肩、肘、腕关节进行关节运动,以达到上肢运动功能康复的目的,因此,在整个康复训练中如何保证患者安全是机器人控制策略的重点。为确保良好的跟踪性能,所提出的控制策略具有在模型不确定条件下的鲁棒性;为进一步提高系统在大参数变化以及执行器故障时的安全性能,提出了一种在线更新的自适应控制器。该控制器仅需要进行位置测量实现输出信息反馈,而速度和加速度通过观测器估计得到,不需要依靠其他传感器信息。设计了一个参数可调和有界误差的轨迹跟踪实验,仿真结果验证了本控制方案的有效性。     

LPG智能充装设备磁力优化研究

智能充装设备打开阀门的性能是影响燃气充装效率的重要因素,而充装设备磁力大小直接影响着打开阀门的性能。为提高充装设备磁力,本文推导了相同功率下线圈内径与线圈磁动势之间的函数关系,应用仿真软件对充装设备的线圈进行了电磁仿真分析,通过对比分析相同极性不同线圈内径的磁力大小,确定磁力与线圈内径的关系;通过对比相同线圈内径不同极性下阀片的横向力和翻转力矩大小,确定衡量磁力的关键要素是阀片横向力。最后通过实验验证了仿真优化方向的正确性,得出了在不改变充装设备外形并在相同发热功率的情况下线圈内径更大的方案有更大的磁力、用阀片横向力来衡量磁力更准确的结论。     

六足机器人行走与运动仿真分析

虚拟仿真设计方法在现代机械设计中占有重要地位,针对目前虚拟仿真软件存在的不足之处,在设计时往往需要选用多个仿真软件组合使用才能达到所需的仿真目的。本文设计了一个六足双斗机器人,应用建模和仿真功能较齐全的Inventor对其进行虚拟分析,检查机器人在行走和爬坡过程中的行走步态,获得机器人在不同工作状态下重心的变化曲线,分析机器人设计的合理性,为更好的设计新型六足机器人提供设计依据。并制造了小型物理样机,检验仿真设计的可靠性,通过物理样机试验,验证Inventor仿真的可靠性和正确性。     

重载铁路隧道衬砌结构动力响应分析

在过去几十年里,重载铁路在世界各国获得高速发展。国内外重载运输实践表明,轴重的增大与运量的提高对铁路隧道结构提出了新的要求。文章以某既有重载铁路隧道为背景,分析重载铁路隧道激振荷载,得到激振力函数表达式,求得速度为100 km/h时30 t轴重列车荷载轮轨激振力时程曲线,基于FLAC3D建立了单线隧道三维地层-结构动力计算模型,分析了不同行车速度下隧道结构的动力响应,并同时考虑了不同围岩级别对于衬砌结构的影响。     

电梯悬挂系统动力学计算及其应用

通过将电梯悬挂运动系统分为轿厢、对重、驱动系统(含曳引绳、主机和滑轮)3个研究对象,推导出不同配置的电梯在轿厢不同载重量和不同高度时的悬挂系统动力学计算公式,并考虑了传动效率在驱动状态或负载状态下的不同影响,以及驱动力矩、制动力矩和加减速度随时间的变化。最后推导出较为容易理解的常见电梯悬挂系统动力学计算一般方程组,可用于轿厢自然溜车加速度、驱动控制系统的任何单一失效导致的轿厢意外移动的加速度、轿厢上行超速和意外移动保护装置动作时的减速度、主机和制动器的选型等计算。     

基于联合仿真的机械臂控制系统协同优化研究

本文针对串联六自由度机械臂,在分析该型机械臂构型及运动学问题的基础上,提出了一种该型机械臂的逆运动学解析算法。利用上述逆运动学求解方法,对机械臂各关节进行了工作轨迹规划。基于机械臂的SimulinkADAMS联合仿真模型,对优化后的大臂杆关节控制参数进行协同优化,实现机械臂控制系统与机械构型的协同优化。对比协同优化前后的机器人系统实现相同工作路径时末端位置的误差,验证控制系统协同仿真优化方法对机器人重复定位精度提高的有效性。     

动态负载下轮胎附着性能对平地机速度平稳性的影响

基于Matlab/Simulink建立平地机速度仿真模型,该模型包括动力传动系统、轮胎惯量、整机动态及负载等模块。通过牵引负荷车试验,获取某型平地机轮胎滑转率与驱动力之间的关系,并作为模型仿真的输入条件,仿真分析不同动态负载下轮胎附着性能对平地机速度平稳性的影响。结果表明,轮胎附着性能是影响平地机速度平稳性的重要因素;随着负载波动幅度的增大,平地机速度平稳性变差;随着负载波动频率的增加,平地机速度平稳性趋好。进一步研究表明,改进轮胎附着性能和采用全轮驱动能够有效提高平地机的速度平稳性。