气动位置伺服系统PID控制的研究

本文对气动位置伺服系统PID控制进行了详细的仿真的实验研究,分析了气动系统某些参数对系统性能的影响,得出了气动位置PID控制参数的调节规律。     

广义脉码调制控制阀流量压力特性的理论与试验研究

广义脉码调制(GPCM)控制阀是一种组合形式的阀,各基元通过液压集成块连接到一起。流体在液压集成块流道内的运动分布规律是研究液压阀流量控制的关键之一,它决定了GPCM控制阀流量控制的精确度。对GPCM控制阀内部的压力与流量之间的关系进行理论研究,并对它进行了流场的仿真研究,得到了阀节流口压力变化与基元流量之间的关系。研究结果有助于GPCM控制阀时使结构优化设计,使GPCM控制阀具有较好的流量控制精度。     

基于矩阵分解的一般6R机器人实时高精度逆运动学算法

为解决现有的一般6R机器人实时逆运动学算法存在计算过程复杂和有增根的问题,提出一种优化的实时高精度算法。将6个基础逆运动学方程作变形处理,通过符号运算把目标矩阵从24阶降低到16阶,提高计算效率的同时消除了增根。采用矩阵特征分解方法求解关节变量,保证了算法的稳定性和精度。在VC++环境中编译和调用CLAPACK进行矩阵运算,所有计算过程采用C/C++语言和面向对象程序设计方法实现。求解实例表明,提出的算法能在平均1.37 ms内得到一般6R机器人的16组逆运动学解,并使对应的正运动学末端位姿矩阵元素精确到小数点后12位,可用于实时高精度在线控制。     

高压气动容积减压系统的PID控制研究

建立了高压气动容积减压系统的数学模型,给出了基于MATLAB—Simulink的高压气动容积减压PID—PWM控制系统仿真模型。仿真和实验研究结果证明高压气动容积减压控制系统的理论模型是符合实际的,并对PID—PWM控制方法用于高压气动容积减压系统的工作范围提出了指导性建议。     

基于统计能量分析方法的壳体系统振动声辐射特性影响因素研究

统计能量分析方法主要用于结构的高频振动分析。基于统计能量分析方法对壳体系统的高频振动声辐射特性影响因素进行了研究,建立了水下带槽圆柱壳体系统在外力激励下的统计能量计算模型,并给出相关参数的确定方法。着重探讨了壳体本身参数的改变对槽内声腔声压、盖板表面振动以及板外近场流体声场声压的影响。结果表明,被激励壳体长度、厚度和阻尼因子以及材质的改变对上述壳体系统振动声辐射特性影响较大,但竞体厚度和阻尼因子的影响更为明显。在声学结构设计中要综合考虑这些因素的影响。     

高压气动容积减压系统研制

研制了应用于气动汽车动力系统的高压气体容积减压系统；介绍了系统的组成和工作原理，进行了实验研究；证明了高压气动容积减压系统具有良好的减压、稳压效果。     

3自由度气动比例/伺服机械手连续轨迹控制的研究

讨论了３自由度气动比例／伺服机械手的连续轨迹控制,建立了系统的数学模型,通过采用最优状态反馈、ＰＩ环节和扰动观测补偿实现了气动比例／伺服系统的连续轨迹跟踪,并以毛笔书法轨迹为对象进行了试验研究。试验分析表明,气动比例／伺服机械手可实现较高的控制精度,在许多工业自动化领域,完全可以与价格昂贵的电动机伺服系统媲美。     

基于Stewart机构的六维力/力矩传感器

基于Stewart机构的六维力/力矩传感器是一种十分优越的测力传感器,具有测力接触面大、承载能力强、量程大、测力信息丰富等优点,可被广泛应用在航空机器人、航空航天技术及宇宙空间器的对接试验、风洞试验等场合。根据以上特点,阐述Stewart机构的六维力/力矩传感器的测力原理,分析传感器的受力变形,零部件设计尺寸和理论尺寸的制造误差及安装误差对其测力精度的影响,并对其结构参数进行优化设计。提出一种标定方法,研究其标定算法。对自主研制的Stewart六维力/力矩传感器进行标定试验,得出该传感器的标定矩阵。研究结果表明,用标定矩阵代替传感器理论影响系数矩阵参与6个单向力传感器输出信号的耦合,能够有效地提高该传感器的测力精度。     

一种新的运动目标检测与跟踪算法

常用的运动目标检测算法无法解决在摄像机运动-目标运动情况下的运动目标检测，为此提出了背景匹配法。通过相关匹配算法使背景对齐，结合帧间差分技术有效地将运动目标提取出来；然后利用卡尔曼预测器对运动目标在图像中的位置进行预测，结合增量式带死区的PID控制算法，控制摄像机对准目标。实验结果表明，匹配块的选择加快了处理速度和提高了算法的稳定性，卡尔曼预测器使得跟踪更为平稳可靠。本方法具有简单、通用、抗噪等特点。     

基于Snake模型的特定人脸三维重建方法

以双目立体视觉为基础,构建一种特定人脸重建系统,提出基于Snake模型的特定人脸三维重建方法,利用已标定的摄像机拍摄立体图像对,采用肤色检测得到人脸区域。在对立体图像对进行摄像机畸变校正、立体图像对的外极线对齐、人脸区域选择及归一化等预处理后,采用金字塔结构相关匹配算法,在误匹配点数与精度两者之间达到较好的平衡。针对人脸提出能量最小化方程,考虑顺序匹配约束、连续性约束、曲线上各点曲率的估计和相关性约束条件,大大提高视差提取的正确率,解决了立体视觉中立体匹配的难点,成功地恢复出人脸的三维数据,实现特定人脸的重建。试验结果表明：基于Snake模型的视差抽取,并经过光顺处理和纹理映射后,除了脸部部分边缘存在一些变形外,主体部分的重建效果真实感强。该算法不需要结构光等设备,基本不需要人工干预,就能恢复出特定人脸的三维数据,效果好,实用性强。