摩擦接触约束下的微小管道机器人管内运动稳定性分析

针对管径为15～20 mm的细小管道,提出一种新型蠕动式微小管道机器人设计方案,虚拟样机仿真发现机器人管内运动存在不稳定情况.为进一步指导设计、优化系统结构,建立该机器人受摩擦接触约束条件下管内运动的动力学模型,利用线性互补理论对其进行降阶处理,讨论其解的存在性和唯一性问题,利用Kelvin接触模型和奇异摄动理论揭示受限机器人降阶模型接触力稳定性的附加条件,利用该模型对机器人在直管运动的稳定性情况进行仿真,根据仿真结果对机器人结构提出改进方案.通过虚拟样机仿真和试验验证理论分析的正确性及结构改进的合理性.     

测试转台摇摆运动的振幅自适应控制

在用测试转台(testturn-table)对陀螺、加速度计等惯导元件进行测试时,要求转台能做振幅精度要求很高的摇摆运动。然而由于转台本身的闭环幅频特性,转台实际的振幅很难等于给定的要求振幅。为了使转台的输出振幅等于给定振幅,该文设计用自适应的算法来补偿输入振幅,使输出振幅稳定在要求振幅上。利用带遗忘因子的最小二乘递推算法(Ls)对实际的输出振幅进行估计,并根据实际输出的振幅对输入振幅进行自适应补偿控制。文中给出了自适应算法的具体实现,进行了Matlab仿真。仿真表明,自适应控制算法有效地提高了转台的摇摆振幅精度。     

大间隙下的磁悬浮测控系统设计与研究

大间隙 (如 :15 0～ 2 0 0 m m )下的稳定悬浮控制涉及两个方面 :一方面是磁悬浮控制系统能够产生足够大的磁力克服被控对象的重力和扰动 ;另一方面是选用何种传感器能够检测大的悬浮间隙并反馈给悬浮控制系统使被控对象稳定悬浮。采用激光光强检测技术和磁悬浮控制技术相结合 ,实现了一直径为 2 m、重 34kg悬浮间隙为 180 m m的大型地球仪稳定悬浮并使地球仪以每分钟 2转的速度稳定旋转。     

M16C/62单片机在仪器仪表中的应用

新一代仪器仪表中 ,智能仪器是将人工智能的理论方法和技术应用于仪器 ,使其具有似人智能特性或功能的仪器[1] 。为了实现这种特性或功能 ,智能仪器中一般都嵌有微处理器 (或数字信号处理器 )及专用信号处理电路 (ASIC) ,仪器软件决定仪器智能的高低。单片机使嵌入式计算机系统     

基于模糊滑模控制器的伺服跟踪控制研究

为了有效地消除精密机床伺服进给系统的参数变化和外部扰动对其跟踪性能的影响,将滑模控制引入其伺服跟踪控制.文章将模糊逻辑与滑模控制相结合提出了一种简捷的模糊滑模控制器设计的方法以减小滑模控制器的颤抖.实验结果表明采用该方法设计的模糊滑模控制器与离散准滑模控制器相比具有较强的鲁棒性和跟踪性能.最后将该控制器用于超精密机床伺服跟踪控制取得了良好的控制效果.     

微小管道机器人适应不同管径的3种调节机构的力学分析

针对内径为15 mm~20 mm的微小管道,设计了3种适应不同管径的常用调节机构。分析了凸轮推杆和丝杠螺母副调节机构的力学特性,并给出了计算结果,比较分析了各自的优缺点。根据实际需要,最终选用了丝杠螺母副调节机构,设计了能适应管径为15 mm~20 mm管道的机器人。利用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了机器人虚拟样机牵引力测试模型,仿真表明:该调节机构具有15 N左右的牵引力输出,且该调节机构的适应管径能力很好地满足设计需要。     

离子束加工光学镜面的材料去除特性

分析了离子束加工光学镜面的材料去除效率、加工损伤厚度以及表面热效应等材料去除评价指标。基于Sigmund溅射理论,分析了此三个评价指标与离子入射角度和离子能量等加工参数的关系,建立了相关模型。以石英玻璃为例,利用TRIM软件仿真离子溅射过程,分析理论模型各参数,具体研究了三个评价指标与离子能量和入射角度的关系。结果表明:材料去除效率随离子能量的增大而缓慢增大,随入射角度增大而显著增大,60°时的去除效率约为0°时的4.5倍;加工损伤厚度随离子能量增大而近似呈线性增大,随入射角度增大而减小;热效应随离子能量近似呈线性增大,而随入射角度增大而减小。因此,离子束加工工艺过程中,应尽量增大离子束入射倾角来同时提高这三方面的指标。     

开放式数控体系结构的初步研究

数控系统正逐向具有灵活性,可重配置的开放式体系结构发展。对当前国际上主要的几何开放式的体系结构进行了分析,并且提出了建立开放式数控体系结构应考虑的问题。     

螺旋推进管道机器人的驱动头与保持架调节机构设计

为了使基于螺旋推进的管道机器人能在微小的管径中获得较大的牵引力,介绍了不同的螺旋驱动头与保持架调节机构.分析了每种调节压紧机构的力学特性,并给出了计算结果,比较了各种调节机构的优缺点.应用机械系统动力学仿真软件ADAMs,建立了管道机器人的虚拟样机,通过计算机仿真得到机器人输出牵引力的仿真数据,为研制微小型螺旋式管道机器人提供,设计依据.     

基于伺服自动聚焦的精密激光位移传感器研究

研究开发了一种低成本、高精度的非接触式激光微位移传感器。该传感器采用光驱内激光头作为探测元件,利用其自动聚焦原理开发了S曲线法,同时提出了一种新的测量方法——自动搜寻法,将这两种方法相结合,用来测量复杂物体表面的面形,既可进行大量程的测量,也可进行较小量程内高分辨率的测量。大量程（1．8mm）内分辨率为2μm,在较小量程（200pm）内可达0．2μm。