气动3-UPU机器人的神经网络监督控制仿真

以基于气浮无摩擦缸驱动的3-UPU并联机器人为研究对象,对其进行运动学、工作空间仿真分析以及气动比例位置系统数学建模与控制仿真.由于气动比例位置系统具有很强的非线性,而且易受环境因素影响,当采用传统PID控制时,很难使系统保持良好的控制效果.考虑到神经网络具有很强的逼近特性,于是引入RBF神经网络监督控制算法进行仿真分析.仿真结果表明,上述机器人具有较大的工作空间,同时在气动比例位置系统中,RBF神经网络监督控制具有更优的控制效果,在保证系统稳定的前提下提高了输出响应速度.     

基于信息物理融合的骨折复位机器人系统构建

针对骨折治疗中传统复位方法（手法复位、牵引复位、手术复位）存在的二次损伤、肌能失调、患肢僵硬、破坏血运及术后矫正动态性能差等问题,提出了一种人-机-物融合的信息物理系统（CPHS）用于指导机器人的复位动作。首先,从CPHS的数字孪生、信息感知、系统集成、手术流程、模拟复位等方面论证了并联机器人信息物理系统的构成,将机器人的高定位精度及可重复性与微创方法有效结合,从而指导医生完成仿真规划及术中监控等一系列操作;其次,根据临床骨折复位过程,在机器人操作下对5组不同骨折姿态的模拟骨折病例进行了复位实验;最后,计算出每组实验复位后的移位残余及角度误差,并与传统复位方法的相应数据进行对比。实验结果表明,CPHS骨折复位机器人相较于传统复位方法,在骨折复位过程和患者术后康复上均有着明显的优势。     

胸腹腔经皮穿刺机器人研究进展及关键技术分析

为促进我国经皮穿刺机器人的研究与发展,综述了国内外胸腹腔经皮穿刺机器人的研究现状.对穿刺机器人所涉及的术区信息感知、柔性针穿刺、运动规划、主从控制、安全交互控制等关键技术进行了讨论与分析.在总结研究成果与分析关键技术的基础上,指出胸腹腔经皮穿刺机器人今后的发展趋势与面临的挑战.     

交直流并联系统的有功功率优化分配

现有的高压输电线路,多采用电压等级高的交流电传输,随着柔性直流输电技术的不断发展,电网将呈现交直流混合的格局,使得电网的潮流分布更趋复杂性。目前的电力调度部门,关于交直流并列运行的有功功率指令值的确定没有具体方法。因此,提出了一种多目标优化算法,计及多个约束条件,建立目标函数。运用运筹学的方法,使用LINGO软件对该数学模型进行求解,得出交直流线路上的有功功率分配值。通过上海南汇示范工程作为算例验证此方法的可行性,与其他的算法相比,该方法简洁快速;提出的多目标优化方法既能降低电网的损耗又能保证系统安全可靠运行。     

组合隔震体系的研究现状与特点分析

基础组合隔震结构是把不同的隔震装置配合起来使用,以取长补短,达到更好的隔震效果。橡胶隔震支座和摩擦滑移隔震支座的串联和并联是组合隔震体系最常用的形式,分析了其工作原理和等效阻尼比的计算方法,探讨了该隔震体系的隔震效果和工程应用价值。     

柔顺关节并联机器人固有频率分析

为了解含有片簧式柔顺关节的并联机器人振动特性,基于含有片簧式柔顺关节的并联机器人动力学方程,建立了频率方程,并对系统固有频率在机器人运动过程以及工作空间的变化情况进行分析,同时对理论轨迹、软件仿真轨迹与名义轨迹的差值进行幅频特性分析来说明理论计算结果和软件仿真结果的正确性,也相互验证了频率方程和幅频特性分析方法的正确性。     

BP网络算法在平面运动测量误差补偿中的应用

在航天对接试验平台开发项目中,针对平面运动物体非接触高精度测量的难点,提出一种针对物体三自由度平面运动的创新性测量方法.利用激光测距传感器的并联组合,实现对物体位置和姿态的非接触式测量.以传感器测量值为输入样本,运用BP神经网络算法建立误差模型,通过调整权值因子使建立的网络模型能够拟合出测量误差,从而修正测量的数学模型.基于BP神经网络的误差补偿方法对平面运动物体测量误差的补偿具有明显的效果,能够满足位姿测量的精度要求.     

可重组模块化串/并联机构教具的设计

设计并加工了一套可重组模块化的串/并联机构教具。该教具由一套模块组成,包括可变运动副支座、运动副球体、运动副圆柱体、静平台、动平台及不同直径的杆件等。基于上述模块可搭建出移动副、转动副、万向铰链、球副等串/并联机构的基本运动环节模型,在这些基本环节的基础上,还可以搭建出串联机械臂、3-6自由度并联机床以及多轴联动并联机床机构的模型,并可实现基于上述机构模型的数控机床运动及加工过程的模拟演示。     

并联双循环风冷冰箱短周期切换控制特性

针对并联双循环风冷冰箱冷藏室、冷冻室不能同步降温,导致冷冻室回温时间长的问题,实验研究了开机后冷藏降温过程中兼顾冷冻降温的"2 min冷藏+1 min冷冻"短周期切换控制特性.结果表明:开机后,停机时积聚在冷冻蒸发器中的制冷剂逐渐向冷藏蒸发器迁移,前6个短周期内,迁移造成的冷藏蒸发器制冷量损失由33.9%降至5.2%,之后维持不变直至冷藏运行结束.冷冻室感温包温度前6个短周期内从-16.5℃降至-17.8℃,而之后5个短周期仅降低约0.3℃.采用短周期切换控制,冷藏降温阶段可兼顾冷冻室降温,且在冷冻降温时间的缩短与冷藏运行时间的延长之间存在使压缩机运行时间最短的最优值.     

混合动力汽车实时优化控制策略仿真分析

针对无级变速混合动力汽车中发动机工作点与道路工况解耦的运行特点,提出一种基于二次型最优控制理论的实时优化控制策略,该策略在保证动力系统输出量跟踪给定值的同时,通过平滑发动机功率运行曲线,从而间接降低车辆燃油消耗。基于ADVISOR软件的二次开发,建立实时优化控制系统的仿真模型,并在8种不同工况下进行仿真对比,结果表明:本文控制策略不仅使车辆具有良好的动力性能,而且在道路工况未知条件下,能显著降低油耗和排放水平,节油效果与基于庞特里亚金最小值原理(Pontryagin′s minimum principle,PMP)的全局最优控制策略相近,仅相差1.05%~4.82%。