压电微操作平台的复合控制

由于压电驱动器的迟滞现象会使微操作平台出现非线性问题,严重影响了其运动精度和重复定位精度。为了解决该问题,提出一种前馈补偿同反馈调节相结合的复合控制算法。联合离散Preisach模型与支持向量机建立反映平台迟滞现象的理论模型,基于该模型采用迭代搜索方法得到离散Preisach逆模型,根据该逆模型对平台进行前馈补偿。反馈调节采用比例-积分-微分(propotion-integral-derivative,简称PID)控制,以校正前馈补偿无法消除的偏差及由模型不确定性所引起的误差。为了说明所提出的控制方法的可行性,对复合控制、前馈控制和PID进行实验验证比较分析,实验结果表明,所提出的控制方法具有更好的控制精度和响应快速性。     

基于柔顺机构的压电式微喷点胶系统设计与性能分析

基于柔顺机构设计了一种新型压电式微喷点胶系统,该系统由供胶装置、驱动装置和撞针阀组成。点胶系统的运动特征是利用柔顺机构的弹性变形驱动撞针往复直线运动实现撞针阀的开启和闭合,完成微喷点胶功能。采用伪刚体方法得到点胶系统的驱动力、输出位移和频率特性,结果表明,系统的最大驱动力、输出位移和频率分别为56.4N,808μm,245Hz,说明所设计的点胶系统能满足所需的驱动力、行程和点胶速度。制作样机,通过实验分析驱动电压信号的占空比、幅值、频率和胶液黏度对胶滴直径的影响,得到了正常胶滴形成需满足的条件。实验结果表明:系统的最高点胶频率为210Hz,最小胶滴直径为630μm,胶滴一致性误差为5.62%,说明所设计的点胶系统具有较好的性能,为微喷点胶系统设计和应用提供新的思路。     

一种新型两自由度柔性并联机械手的动力学建模和运动控制

对一种新型两自由度柔性并联机械手的动力学模型和运动控制进行研究。首先,考虑刚—柔耦合影响,利用假设模态法和Lagrange乘子法,推导出系统的动力学方程,该方程为微分—代数方程组。为了设计控制器,采用坐标分块法将该微分—代数方程组化为二阶微分方程组。然后,根据机械手的控制要求,采用滑模变结构方法设计控制器,该控制器能跟踪所期望的运动轨迹,同时柔性构件的弹性振动得到抑制。仿真结果表明该控制器的可行性和有效性。     

基于支持向量机的压电微操作平台非线性特性描述

压电驱动器的迟滞现象会使微操作平台出现非线性问题,严重影响了其运动精度和重复定位精度。为了解决该问题,提出了一种基于Preisach模型与支持向量机的联合建模方法来描述微操作平台的非线性特性。以一种一维微操作平台为对象,以压电驱动电压和所对应的平台输出位移为样本点,采用支持向量机理论建立反映平台非线性回归模型,利用该模型预测非样本点所对应的平台输出位移,结合Preisach模型可精确预测平台在任意电压序列作用下的输出位移。为了验证所建立模型的有效性,进行了实验研究,任意选取2组不同的输入电压序列,利用支持向量机回归模型和Preisach模型分别得到所选取的电压序列对应的输出位移的预测值,在相同的电压序列作用下进行实验得到其实测值,将实测值与预测值进行比较分析,结果表明,2组实测值与预测值之间的相对误差范围分别为0.6%～2.1%、0.02%～2.1%,预测位移与实测位移非常接近,说明所建立的模型能精确描述微操作平台的非线性特性,以实现其精确运动。     

企业网络纵深防御体系

企业网络需要一种纵的防御体系。本文提出了一种由安全策略、防护、检测、响应及加密所组成的企业网络安全模型,描述了系统结构并给出实现方法,同时对安全审计系统与入侵检测系统的集成,防火墙与入侵检测系统的安全通信做出具体阐述。     

一种微操作平台的自适应运动跟踪控制

针对微操作平台的迟滞非线性和时变性,提出单神经元PID控制策略来对其进行运动跟踪控制,从而提高平台的运动精确性和响应快速性。采用RBF神经网络辨识器对微操作平台的梯度信息进行在线辨识,利用单神经元网络学习算法完成PID参数的在线自整定,实现微操作平台的自适应运动跟踪控制。为说明所提出控制方法的可行性,将其与普通PID控制方法进行了比较分析,实验结果表明,单神经元PID与普通PID控制的位移误差范围分别为-0.5~0.5μm、-2.5~2.5μm,调整时间分别为0.1s、0.4s,所提出控制方法具有更好的控制精度和响应快速性,并具有较强的自适应性。     

冠心病介入治疗虚拟仿真操作训练系统的设计

冠心病的介入治疗效果明显、创伤小和恢复快,但在目前临床上专科医师模拟训练和医学专业实践教学中无实践对象,同时也容易受到辐射危害。现利用计算机等仿真技术开发一款冠心病介入治疗虚拟仿真操作训练系统,核心技术主要包括冠心病介入治疗设备基本单元、透明人体血管模型、无辐射仿DSA成像系统、三维动画学习软件等。操作者能够完全还原冠心病介入治疗中各种操作流程、技巧和手法,而且无X线辐射,安全可靠;创造性的利用自主研发的透明人体模型反复进行操作训练,经实验测试后可在医学生实践教学中直接得到推广运用,填补了本领域无实验设备和受试对象的空白。     

基于模型预测控制的高速柔性并联机构振动控制

由于高速柔性并联机构系统的非线性和不确定性,提出一种鲁棒模型预测振动控制策略以抑制系统的振动响应。以压电陶瓷为作动器,电阻应变片为传感器,采用有限元方法和模态截断技术建立机构不精确动力学模型。机构动力学模型中的非线性因素、耦合因素及系统高阶模态影响作为扰动,将模态力视为不确定扰动,并且考虑输出噪声对系统的影响,建立系统动态响应的预测模型,以预测输出值。采用Kalman滤波估计器估计系统状态量,以控制电压及其变化率为约束条件,将系统性能指标和约束条件化为一个标准二次规划优化问题,通过求解这一优化问题来得到最优控制输出,形成滚动优化控制输出来抑制系统振动响应。采用表征作动能量的可控性指标和表征观测信号能量的可观性指标,确定作动器和传感器的最优位置。以新型2自由度并联机构为实例,采用实验模态方法得到系统的前2阶固有频率和阻尼比,与有限元方法得到的结果比较分析表明理论模型不精确。基于该模型采用dSPACE实时仿真系统和MATLAB/Simulink搭建鲁棒控制系统,进行振动主动控制试验研究。试验结果表明,所设计的控制器能有效地抑制柔性构件产生的弹性振动,验证了控制器的有效性和鲁棒性。     

近距离采空区下回采巷道支护参数设计

近距离采空区下回采巷道在掘进过程中变形严重。针对这一问题,以陕西某矿为例进行了巷道围岩力学特性、围岩松动范围等研究,结果表明,近距离采空区下回采巷道围岩松动圈发生了变异,达到IV-V类围岩。考虑到现场情况无法采用高密度锚杆支护,采用悬吊理论确定了支护参数,结合现场实际情况对计算出的参数做了适当调整。现场矿压观测表明支护方案能有效地保障安全生产。     

基于历时语料库的在线词典编纂系统设计

语料库语言学是借助大规模语料库对语言现象进行发现、挖掘的学科,目前已经存在很多在线语料库辅助语言学的研究。该文提供了一个按时间分片进行管理的语料库,并基于此提出了一个由社区维护的在线词典编纂系统,该系统将语料库查询结果动态结合在被编辑的词条中。该文还介绍了一个多义词词义发现和层次化聚类算法,用以自动生成一个默认的词条框架。该文概述了词典编纂系统的总体情况,重点介绍系统的设计和使用方法。