一种大容性负载的压电陶瓷驱动电源设计

压电陶瓷作为微定位系统的动能器件,可达到纳米级的位移精度。针对位移驱动型压电陶瓷的大容性负载特点,基于PA92设计了一种高精度、大电流的动态驱动电源。通过电容超前反馈、隔离电阻结合反馈及相位补偿等方式提高了电源的稳定性。分析结果表明,该电源能有效应用于纳米级定位系统中,在大容性负载时具有良好的动态性能,输出电压精度可达0.5 mV。     

机械臂负载移动性能与运动调控研究

工业的不断发展对机械臂的负载要求越来越高,而负载的增加会对机械臂末端的精度造成影响.本文以Franka七轴串联机械臂为对象,采用M-DH法和雅可比迭代法对其正、逆运动学展开分析;采用三次函数插值法进行关节空间的轨迹规划.基于拉格朗日方程建立了机械臂的动力学模型,并通过Admas和Simulink联合动力学仿真验证了动力学模型的有效性.最后基于定位控制,对末端位置误差收敛速率、负载质量、控制参数之间的关系展开研究.     

基于多传感信息融合的语义词袋SLAM优化算法

针对室外大范围场景移动机器人建图中,激光雷达里程计位姿计算不准确导致SLAM (simultaneous localization and mapping)算法精度下降的问题,提出一种基于多传感信息融合的SLAM语义词袋优化算法MSW-SLAM(multi-sensor information fusion SLAM based on semantic word bags)。采用视觉惯性系统引入激光雷达原始观测数据,并通过滑动窗口实现了IMU (inertia measurement unit)量测、视觉特征和激光点云特征的多源数据联合非线性优化;最后算法利用视觉与激光雷达的语义词袋互补特性进行闭环优化,进一步提升了多传感器融合SLAM系统的全局定位和建图精度。实验结果显示,相比于传统的紧耦合双目视觉惯性里程计和激光雷达里程计定位,MSW-SLAM算法能够有效探测轨迹中的闭环信息,并实现高精度的全局位姿图优化,闭环检测后的点云地图具有良好的分辨率和全局一致性。     

卷帘快门sCMOS相机对空间碎片观测的影响研究

同每个像素曝光开始及结束时间相同的传统科学级CCD相机相比,近年来出现的卷帘快门(rolling shutter)sCMOS相机工作时每个像素的曝光开始及结束时间不同,曝光时间相同,因此需要评估sCMOS相机像素之间曝光开始及结束时间不同对空间碎片测量精度的影响。首先测试了卷帘快门sCMOS相机的工作时序和最大延迟时间,并得出曝光不同步的改正公式,再以激光卫星为目标,测试了两种典型观测模式下空间碎片的天文定位精度,并对应用曝光不同步改正前后结果进行对比。测试结果表明sCMOS相机卷帘快门的工作时序与理论一致,边缘曝光延迟最大10ms;实测表明恒星位置内符合精度优于2arcsec,目标天文定位精度优于3arcsec。sCMOS相机能够用于空间碎片观测,能够实现较高的位置测量精度。     

自主移动机器人的轨迹误差补偿方法

自主移动机器人现有轨迹控制器结构复杂且控制不稳定,本文设计出一种结构简洁且快速收敛的线性化轨迹误差补偿方法。首先将自主移动机器人在全局坐标系下X和Y方向的轨迹误差转换到局部坐标系下,然后得到切向误差、法向误差以及角度误差,最终设计线性化轨迹误差补偿方法,计算出两个驱动轮的运动补偿量。基于李雅普诺夫稳定判据,在该控制模型下整个线性化系统是渐进稳定且收敛的。实际试验测试证实基于所提出的轨迹误差补偿方法,自主移动机器人的运动精度能稳定控制在±5 mm之内。     

深层搅拌水泥土基底加固层的三维随机有限元分析

在软土基坑开挖过程中,围护结构的最大侧向位移往往出现在开挖面以下。常用的防范方法是采用深层搅拌法对设计深度以下2~3 m的软土层进行水泥加固处理,形成水泥土加固层以减少围护结构的侧向位移。由于水泥土的强度具有显著的空间变异性,工程设计中通常采用较为保守的整体强度设计值。考虑深层搅拌桩形成过程中的两种主要不确定性因素：桩身位置不确定性和桩身内部水泥土强度不均匀性,将水泥土加固层的强度模拟为随机场,且将其作为材料变量结合有限元仿真模拟进行受力分析。分析结果表明水泥土加固层的设计强度可表示为钻心取样强度平均值减去t倍标准差,对系数t进行了详细探讨,所得结果可为今后类似工程设计提供参考依据。     

分布式光纤在相似模型实验中的铺装与定位研究

为了解决分布式光纤在相似模型实验中的铺装方法以及光纤位置与被测模型的对应关系问题,提高测量结果的准确性,通过描述一个完整的分布式光纤测量相似模型变形的实验实例,给出了一种相似材料模型实验中分布式光纤的铺装方法,详细表述了铺装前光纤标记方法和整个铺装过程。给出了温度标记定位实验的详细步骤,并对定位实验结果及误差进行了详细分析,确定了光纤在模型中的实际位置,且定位误差不超过5 cm,定位精度较高。为采用分布式光纤测量模型实验内部变形的研究者提供了一种可借鉴的分布式光纤铺装、定位及分析方法。     

改进RSSI加权质心算法在井下人员定位中的应用研究

为提高煤矿井下人员定位的精确性,确保井下人员的快速定位,以实现井下快速救援和日常监督,本文根据无线接入点的关联性,通过接收信号强度值(RSSI)计算参考节点和定位节点的距离,提出基于改进RSSI加权质心算法的井下人员定位技术,消除了传统改进RSSI定位算法中人为因素对路径损耗确定的干扰。根据实际巷道环境进行了基于RSSI加权质心算法和改进RSSI加权质心算法的人员信息定位技术的模拟仿真,结果证明了改进RSSI加权质心算法能够增加井下人员定位的精准可靠性,更加适用于井下定位系统。     

一种具有视觉定位功能的智能贴标机控制系统设计

为了提高贴标机的自动化水平,使其具备自动纠偏自动贴标和自动解析标签功能。设计一种具有视觉定位功能的自动贴标签设备。将其主要机构设计成8工位转盘式结构,将每个工位的功能进行明确划分。所设计的控制系统将PLC、触摸屏、工控机、智能相机和客户端数据库通过Ethernet网络连接在一起。PLC通过计算视觉系统测量的偏差值驱动伺服系统对标签位置进行纠偏,并完成自动贴标。实际应用表明:该贴标机能将产品单位时间内的贴标数由手工贴标时的300片/h提高到450片/h以上,并把解析的标签信息传送给客户数据库,保障客户进行产品质量追溯。该贴标机满足了控制要求,提高了自动化程度,节省了人力成本,具有较高的经济效益。     

采用标准V形定位块测量圆锥滚子圆锥角

对圆锥滚子素线与底部测台夹角2α’与实际滚子圆锥角2α的关系进行了详细分析,得出两者间成一定的比例关系。通过三维实体软件进行模拟并采用数据回归法得到2α’与2α的一阶回归方程式,进而得出使用标准V形定位块及轮廓仪测量圆锥滚子圆锥角的方法。