一类双线性系统的广义预测控制研究

双线性模型预测控制的研究表明,采用一般双线性模型的预测控制将涉及非线性优化问题,在线处理相当困难,而采用线性近似模型的预测控制又会带来较大的偏差.针对一类输入一输出双线性系统,提出了一种双线性系统的广义预测控制算法.该算法将基于输入-输出模型双线性系统中的双线性项和线性项合并,建立了一种类似于线性系统的ARIMA模型,并充分利用多步最优预测信息,由递推近似实现多步预测.控制律具有解析形式,避免了一般非线性寻优的复杂计算,并能适用于非最小相位双线性系统.仿真实验表明该算法具有良好的控制效果.     

基于表面肌电和位姿信息融合的手势动作识别

针对仅通过表面肌电信号(s EMG)进行手势识别难以应对复杂手势的问题,提出一种基于表面肌电和位姿信息融合的手势识别方法。通过双阈值方法对信号活动段进行分割,提取表面肌电信号、位姿信号的特征,使用核主成分分析方法(KPCA)对提取特征进行降维融合,使提取特征中的非线性信息得到较好保留,最后通过随机森林(RF)分类器进行分类识别。实验结果显示,该方法对10名受试者的11种不同手势的最佳平均识别率为98.23%,单个动作的识别准确率均在90%以上,验证了提出方法的可靠性。     

多模式人手动作分类识别方法

为了满足手部运动功能康复器的主动康复训练对多种人手动作模式识别的需求,分析了表面肌电信号采样通道设置布局、训练样本制作、特征提取方式、模式分类器结构参数等因素对手部动作识别的影响,设计了针对前臂的表面肌电信号采集方案,分别基于时域统计量、自回归模型系数、小波包分解系数特征设计了BP神经网络分类器。实验结果表明：对6种单指动作、13种多指动作、20种手部动作的最佳平均识别率分别为98.5%、92.4%、90.9%,计算时间小于190 ms,验证了所提出方法的有效性和实用性。     

新型气动弯曲关节的静态特性分析

针对现有气动弯曲关节在低气压下弯曲角度受限制的问题,将两个气动柔性驱动器（FPA）作为弯曲关节驱动源,利用结构夹角实现关节的弯曲动作,并设计了一种新型气动弯曲关节．该关节包括一个T型结构、两个可以绕着转轴做圆周运动的转动结构和两个对称分布的FPA,FPA的两端固定在T型结构和转动结构上．通过改变两个FPA的内腔气压,使FPA伸长推动转动结构转动,使转动结构之间形成夹角,从而实现整体结构的弯曲运动．基于力矩平衡原理对弯曲关节中单个FPA的转动端进行静态特性分析．仿真分析和实验表明,相比于传统的单FPA弯曲关节,新型弯曲关节的角度气压比更高,即能在更低气压的条件下实现更大角度的弯曲任务．同时,其弯曲角度和FPA的内腔气压呈非线性关系,弯曲角度随关节结构参数的改变而改变．     

基于黎曼普鲁克的手部离散动作识别方法

肌电信号能反映人体的运动意图,是外骨骼和假肢控制的主要信号之一。但受试者间的差异,增加了基于表面肌电信号(s EMG)的手部离散动作识别使用成本。针对这一情况,本文从域适应的角度出发,提出一种基于小型调整集的迁移学习建模方法。该方法利用黎曼普鲁克分析(RPA)提取黎曼特征与传统时域特征作为支持向量机(SVM)的输入特征,并通过实验验证了其识别精度。在10名受试者身上进行了实验,在黎曼特征下黎曼普鲁克分析相比于不进行迁移学习的动作识别方法提高了5%～7%的准确率。在特征空间分布上,黎曼普鲁克分析后的黎曼特征的重合度更高。结果表明,该方法在基于肌电信号的手部离散动作识别上有明显优势。     

一种新型气囊抛光设备及其位置分析

针对气囊抛光的运动特性和要求,提出了一种新型正交5-DOF并联气囊抛光机床,研究了该机床的位置正反解,推导出位置正反解方程,基于该并联机床的结构布局特点,绘制了该机床的工作空间轮廓图,仿真结果适合于气囊抛光的运动要求,为该并联机床的设计及气囊抛光的应用奠定了理论基础.新型5-DOF并联气囊抛光机床具有结构简单、承载能力强、精度高、运动稳定、惯性小、初始装配位姿解耦、工艺性好等优点,可用于空间曲面(磨具、叶片等)零件的加工及精密抛光等领域.     

基于改进支持向量机的人手动作模式识别方法

为了提高基于表面肌电信号（sEMG）控制的手部运动康复器对人手多种动作模式的识别率,比较常规支持向量机（SVM）多类分类器的特点,提出改进的决策树支持向量机多类分类方法.该方法引入基于sEMG特征向量的类间距离可分性测度来指导决策树的构建,能够为每个SVM子分类器的训练提供识别率较高的样本划分方案,在提高决策树内部节点分类成功率的同时,简化了分类器结构.通过实验对比可知,新方法在20种手部动作模式的识别训练过程中,单项动作最低识别率较常规决策树方式提高了7.1%,平均识别率达到88.9%,训练速度较一对一支持向量机分类器提高了5.8%.     

基于Wi-Fi无线通信技术的商用冰箱控制系统

针对目前大型酒店及超市在使用商用冰箱时,存在的保鲜效果差、食品存储状况差等缺点,提出了基于Wi-Fi无线通信技术的商用冰箱控制系统。设计了基于Wi-Fi无线通信技术的控制系统的硬件结构,介绍了CPU主控单元及温度检测原理;采用串口转Wi-Fi模块实现多台冰箱的无线组网,开发了基于光电开关的自动条码扫描模块、整个系统的电源管理模块以及掉电保护功能。采用分布式软件设计思想,设计了冰箱控制系统的软件,包括上位机控制软件以及现场控制软件。     

一种新型气动蠕动机器人的机理研究

本文提出了一种新型气动蠕动机器人,分析了它的驱动机理和动态特性,这种蠕动机器人有一个基于气动驱动器的新颖驱动机构和四个吸附足,它结构简单,制造成本低,易于小型化,仿真表明本文的控制策略可行,响应快速,控制可靠,因而这种新型机器人在很多领域有着广泛的应用潜力。     

一类非线性系统的广义预测控制研究

提出一种针对双线性Hamm erste in模型的预测控制策略。该策略将双线性Hamm erste in模型中的无记忆非线性静态增益环节,改进成易于由中间变量求取控制量的环节,避免求解高阶方程根的困难,又对双线性环节采用双线性系统的广义预测控制。避免解非线性优化问题,使得到的中间变量的表达式具有解析形式。由于引入广义预测控制中多步预测的思想,抗噪声的能力显著提高。仿真结果验证了该策略的有效性。