基于扰动观测器的铆接机器人轨迹跟踪控制

为解决铆接机器人工作时外部干扰造成系统抖震大，轨迹跟踪精度较低问题，设计一种扰动观测器与分数阶滑模控制器组合的自适应控制方法。首先，通过引入时延估计策略建立铆接机器人的局部动力学模型，利用扰动观测器实时观测系统模型所受的可见干扰；其次，针对系统产生的抖震问题，设计分数阶滑模面替代传统滑模控制，采用新型趋近律使系统在切换面上能够连续平稳运动，针对系统所受的不可见干扰，设计自适应策略实现对外部干扰的完全补偿；最后，通过Lyapunov函数证明所设计控制器的有效性。以三自由度机器人进行仿真及实体试验，结果表明，相较于分数阶滑模控制，采用该控制器后机器人各关节的追踪误差峰值分别下降了50%,59%和63%,从而验证了该控制器不仅能有效消除系统所受较大干扰产生的抖震问题，而且提高了铆接机器人作业时的鲁棒性和轨迹跟踪精度。     

3自由度胸鳍机器鱼动力学建模及推进性能分析

为了提高仿生机器鱼在复杂水环境中的游动性能和推进效率，文中设计了一种3自由度胸鳍机器鱼推进机构，研究了鱼体在3自由度胸鳍推进和两侧胸鳍与尾鳍协同推进两种模式下的游动性能。首先，基于鱼体波传播理论分析3自由度胸鳍关节空间运动规律，采用微元法分析建立其动力学模型，并对不同推进方式下运动参数的影响程度进行了比较和仿真。仿真结果表明：当两个胸鳍相互协同时，机器鱼的平均速度为0.28 m/s,当双侧胸鳍与尾鳍共同协同时，机器鱼的平均速度为0.42 m/s,对比发现胸鳍和尾鳍协同推进时速度更高且推力更大，可实现较宽的游速范围，推进性能更好。     

地聚合物基多相陶瓷高放废液固化体固化机理与浸出性能

高放废物中放射性核素组成复杂，而陶瓷固化存在核素选择性强的问题。为实现同时固化裂变产物及锕系核素的目的，基于可陶瓷化地聚合物设计原理，将模拟高放废液与偏高岭土、矿粉、硅灰、纳米氧化锆混合后，加入模数为1.5的钾水玻璃作为激发剂制备高放废液多相陶瓷固化基材，该基材在常温下成型硬化后，再以1 100℃高温热处理方式转化为地聚合物基多相陶瓷高放废液固化体。采用静态浸出方法研究固化体的抗浸出性能，同时采用XRD、SEM-EDS、XPS等测试技术探究地聚合物陶瓷化机制、核素固化机理及Ce元素氧化价态。结果表明，该固化基材在固化模拟核素时，以化学形式与物理形式两种方式同时固化：一是大量进入烧结形成的白榴石(立方)、氧化锆(四方)、锆英石晶格或形成陶瓷相；二是少量被玻璃相包裹。其中Cs、Sr均匀分布，Ce、Nd在玻璃相中富集。该固化基材在同时固化不同价态与离子半径的核素时具有优异的抗浸出性能，Cs、Sr的28 d归一化元素浸出率低至10^-2 g/(m²·d),Ce、Nd的28 d归一化元素浸出率低至10^-4～10^-5     

基于变论域模糊补偿的机械臂自适应控制

针对存在建模不确定性和外部干扰的机械臂系统，设计了一种结合标称计算力矩控制器和变论域模糊补偿器的复合控制方案，其中利用变论域自适应模糊控制器对建模不确定项进行估计和补偿，利用计算力矩控制器求解标称系统控制力矩。针对伸缩因子设计的自适应律使得变论域自适应模糊控制器在不同时刻适用于状态空间的不同区域，提高了系统的响应速度，大幅减小了系统的稳态跟踪误差，而且跟踪过程平稳柔顺、抖振极小，从而提升了系统的轨迹跟踪性能。仿真结果和实体试验结果均表明所提方法具有有效性。