相关小波法在结构系统识别中的应用

对于一个线性结构系统，从输入输出数据中提取精确的脉冲响应函数和频响函数是对系统进行动力学建模和参数识别的关键步骤。在循环小波变换的基础上，研究了提取脉冲响应函数的相关小波法及其相应的平均算法。数值仿真结果表明，对于不同的激励信号，相关小波法都能够获得比FFT方法精度更高的脉冲响应函数和频响函数，具有更大的优越性。利用悬臂梁实验验证了相关小波法在实际结构中的正确性和有效性。     

多重小波分析在机器人腕力传感器数据预处理中的应用

机器人腕力传感器在工业现场测量力或力矩时,不可避免地受到随机噪声的干扰,从而影响了测量精度的提高.为了克服传统去噪方法的局限性,本文将多重小波变换应用到机器人腕力传感器数据预处理中,采用浮动阈值法消除噪声,并将传统的低通滤波和FFT/IFFT方法与本文介绍的方法进行比较.结果表明,多重小波浮动阈值去噪方法在机器人腕力传感器信号去噪方面优于传统的方法.     

一种六维腕力传感器动态响应的研究

十字梁腕力传感器广泛应用于机器人系统。腕力传感器的响应特性决定了传感应变片的粘贴和传感器的标定方法，也影响机器人系统的动态特性。针对十字梁六维腕力传感器的结构特点，以Lagrange方程为基础，建立六维腕力传感器的动力学模型，研究腕力传感器在力（力矩）作用下的响应特性以及传感器参数对传感器响应的影响。     

基于小波变换的机器人腕力传感器滤波算法

在对机器人腕力传感器信号特点分析基础上，提出了应用小波变换对腕力传感器信号进行滤波的方法，讨论了小波滤波算法，研究了机器人腕力传感器信号滤波方案，并针对抛光机器人作业实验数据进行滤波。仿真实验表明方法有效。     

基于传感器的操作臂惯性参数在线识别神经网络模型

机器人惯性参数识别是机器人精确建模以及机器人控制和仿真的关键问题之一。机器人腕力传感器的接入将影响机器人系统的动力学特性 ,同时腕力传感器的输出也真实地反映了机器人的力作用和机器人末端的动力学特性。本文基于腕力传感器的输出信号 ,对在线识别机器人操作臂末端的惯性参数的方法进行了分析和研究 ,并建立了惯性参数在线识别的神经网络模型 ,网络学习后其权值即为辨识的惯性参数。     

基于遗传神经网络的机器人腕力传感器动态建模与补偿方法

介绍用于MotomamV3X机器人上的新型多维腕力传感器,比较遗传算法与人工神经网络的特点,将遗传算法的交叉和变异操作进行改进,提出一种融合改进遗传算法(Genetic algorithm, GA)的函数连接型人工神经网络(Functional link artificial neural network, FLANN),并将其用于所介绍的新型机器人腕力传感器动态建模与动态性能补偿中。介绍动态建模与动态补偿原理及改进遗传神经网络算法,给出该传感器的动态模型和动态补偿模型。该方法利用腕力传感器的动态标定数据,采用改进遗传神经网络搜索和优化模型参数,保留了遗传算法的全局搜索能力和FLANN结构简单,鲁棒性好,且具备自学习能力的特点,克服了FLANN容易陷入局部极小的缺陷,具有快的网络训练速度及高的动态建模精度。理论分析和试验结果都证实了所提出的动态建模与动态补偿方法的有效性。     

基于ADAMS的腕力传感器动态性能分析

腕力传感器是智能机器人中最重要的传感器之一,作为反馈控制系统中的检测元件,要能迅速反映力和力矩的变化,应具有良好的动态特性.利用机械系统动力学软件ADAMS对一种新型的并联六维腕力传感器的弹性体进行瞬态动力学分析,得到了它的动态响应曲线,由此计算出传感器的动态性能指标,为此类传感器的进一步研究提供了一种新的途径和方法.     

基于ADAMS的腕力传感器动态性能分析

腕力传感器是智能机器人中最重要的传感器之一,作为反馈控制系统中的检测元件,要能迅速反映力和力矩的变化,应具有良好的动态特性。利用机械系统动力学软件ADAMS对一种新型的并联六维腕力传感器的弹性体进行瞬态动力学分析,得到了它的动态响应曲线,由此计算出传感器的动态性能指标,为此类传感器的进一步研究提供了一种新的途径和方法。     

与环境连续接触时腕力传感器的动态特性分析

本文提出了机器人腕力传感器的数学模型，分析了连续接触时传感器的动态响应，讨论了由测量不精确，测量方法的近似及惯性力（包含重力）而引起的三类误差，探讨了各自的补偿方法。文中还探讨了如何由实际控制系统的控制性能要求选择适当的传感器性能参数。本文的研究将促进对与环境相作用的力传感器的动态性能的认识，对机器人的实用化也有着重要意义。     

基于频响函数相关性的灵敏度分析的有限元模型修正

有限元模型的修正对机械结构的动态特性进行准确而可靠的预测是很重要的。利用试验测试和预测的有限元模型计算得到的频响函数（FRF），引入两种频响函数相关性的判定标准，提出基于频响相关函数的灵敏度分析的修正方程。数值实例研究结果表明，该方法利用少量的测量数据，即使测试数据含附加噪声，也可在很宽的频率范围内得到接近真实结构的有限元模型修正解。本文的方法可适用于大型复杂结构的模型修正。     

WRIST FORCE SENSOR''S DYNAMIC PERFORMANCE CALIBRATION BASED ON NEGATIVE STEP RESPONSE

Negative step response experimental method is used in wrist force sensor＇s dynamic performance calibration. The exciting manner of negative step response method is the same as wrist force sensor＇s load in working. This experimental method needn＇t special experiment equipments. Experiment＇s dynamic repeatability is good. So wrist force sensor＇s dynamic performance is suitable to be calibrated by negative step response method. A new correlation wavelet transfer method is studied. By wavelet transfer method, the signal is decomposed into two dimensional spaces of time-frequency. So the problem of negative step exciting energy concentrating in the low frequency band is solved. Correlation wavelet transfer doesn＇t require that wavelet primary function be orthogonal and needn＇t wavelet reconstruction. So analyzing efficiency is high. An experimental bench is designed and manufactured to load the wrist force sensor orthogonal excitation force/moment. A piezoelectric force sensor is used to setup soft trigger and calculate the value of negative step excitation. A wrist force sensor is calibrated. The pulse response function is calculated after negative step excitation and step response have been transformed to positive step excitation and step response. The pulse response function is transferred to frequency response function. The wrist force sensor＇s dynamic characteristics are identified by the frequency response function.     

基于LabVIEW和MATLAB设计的虚拟仪器

虚拟仪器编程软件LabVIEW结合计算功能强大的MATLAB将大大提高虚拟仪器的设计功能.专业工具箱是MATLAB的特色,功能强大.在虚拟编程软件LabVIEW中结合MATLAB工具箱就能够设计出独具特色的虚拟仪器.分析了LabVIEW中如何调用MATLAB脚本节点以及MATLAB工具箱的应用.还给出了MATLAB在LabVIEW设计机器人六维腕力传感器系统的动态标定虚拟仪器中的应用,表明了MATLAB工具软件使LabVIEW设计虚拟仪器更为方便有效.     

新型机器人6维力／力矩传感器结构的刚度性能指标分析

提出了一种新颖的6维力/力矩传感器并联结构,应用并联机器人机构学理论求出其刚度矩阵,定义其刚度性能指标,并对其刚度性能指标进行分析计算,为该传感器的设计与应用提供理论依据。分析计算结果表明,该并联结构的6维力/力矩传感器是位移刚度和扭转刚度各项同性的,可应用到机器人手腕、手指和其它使用多维力/力矩传感器的场合。     

Analysis of the effect of mechanical properties of liquid and geometrical parameters of cantilever on the frequency response function of AFM

The dynamic behavior of atomic force microscopy (AFM) cantilevers in liquid is completely different from its behavior in air due to the applied hydrodynamic force. Exciting cantilever with frequencies close to resonance frequency and primary position alignment are two critical issues that should be considered in deriving frequency response function (FRF). In this paper, the hydrodynamic force has been modeled with string of spheres and the effect of the damping and the added mass on the model has been analyzed. Afterward, this force is applied to the dynamic equation so that the dynamic behavior of AFM cantilevers is studied in liquids by analyzing the effect of some important parameters such as added mass, internal, and fluid damping. By simulations of the dynamic equations for a silicon cantilever, FRF is determined in both air and liquid. In addition, the effects of two significant parameters of liquid mechanical properties (liquid viscosity and density) and geometrical parameters of cantilever on FRF are studied. The results for string of spheres model are compared with the other hydrodynamic model and the experimental data. When length/width ratio decreases, it is found that string of spheres model has a better agreement than the other hydrodynamic model with experimental data.