基于Stewart平台的空间对接动力学模拟的稳定性研究

在地面进行空间对接动力学的模拟实验是实现空间对接不可或缺的过程。本文利用Stewart平台实现由动力学方程解算得到的两航天器相对运动轨迹，提出用质量-弹簧-阻尼系统来研究空间两航天器对接动力学过程模拟中的稳定性问题。建立了基于Stewart平台位置内环的动力学回路系统模型，推导出为使模拟系统稳定的动力学参数之间的配置关系，论证了Stewart平台的频率特性与动力学系统谐振频率之间的关系。为空间对接动力学过程的模拟奠定了理论基础。     

μ理论在柔顺力控制中的应用

研究μ理论在柔顺力控制系统中的应用。为模拟空间对接强制校正阶段的推出和拉近过程,提出基于6自由度并联机器人位置内环的柔顺力控制策略。描述基于位置内环的柔顺力控制系统串级控制结构,阐述用经典控制策略实现柔顺力控制的方法。综合考虑参数变化、模型变动和外来干扰等不确定性,利用μ综合控制理论设计鲁棒力控制器。给出鲁棒力控制系统回路中加权函数的详细选取方法和鲁棒力控制器的设计过程。通过μ分析比较鲁棒力控制器和经典力控制器的鲁棒稳定性和鲁棒性能。通过鲁棒力控制器和经典力控制器进行柔顺力控制试验,结果表明了所设计鲁棒力控制器的有效性和优越性。     

液压驱动Stewart平台位姿控制仿真

由于液压系统的特点以及Stewart平台的结构特性，使液压驱动Stewart平台得到越来越广泛的应用。针对液压驱动Stewart平台，联合平台的运动学和动力学，构建了整个位姿系统的模型；研究了平台的位姿控制策略，并进行了频率特性分析和仿真分析，验证了控制策略的有效性。     

两栖机器人海流发电涡轮结构优化设计

设计了一种新型海流发电涡轮结构,对其发电性能进行了分析研究.选取某经典系列翼型进行动力特性的分析,选择其中升阻比较高的翼型,通过Wilson优化设计理论生成叶片模型.通过对轮周截面形状的优化,有效降低了卡门涡街效应对整体涡轮结构的影响.仿真结果表明,该新型海流发电涡轮结构具有较高的捕能效率,为解决水陆两栖机器人的续航问题提供了新的可行性方案.     

柴油机电辅助增压系统性能研究

为了消除涡轮滞后效应并增强柴油机低速性能,在涡轮增压柴油机系统的基础上进行改进,设计了一套电辅助增压柴油机系统。利用GT-Power建模,研究电辅助增压系统与涡轮增压系统对柴油机性能的影响。研究表明:在中低转速时,电辅助增压柴油机系统的转矩获得了大幅增加,在1200RPM转速下发动机转矩可由172N*m增加至368N*m。几乎在全转速下,压气机平均效率可获得提升,在1200RPM转速下由53%增涨至64%。当发动机转速超过2000RPM时,受电动机最大额定功率限制,电辅助增压系统输出转矩略有下降。在2000RPM转速下,电辅助增压系统输出转矩由140N*m增加至430N*m所需的响应时间减少了3.84s。在3000RPM转速下,对两系统中压气机实施相同的压比,在牺牲少量的输出功率情况下,电辅助增压系统的经济性得到大幅改善,最多可在增压比为1.8时实现发电机回收净功率11.3kW,此时有效燃油消耗率最多可由260g/kWh下降至241g/kWh。     

精密硅片台的运动控制

描述一种应用于集成电路制造的超精密硅片台系统及其运动控制。介绍了超精密硅片台系统配置及其主从控制原理,结合粗动台和微动台两者的优点,可以实现运动控制的大行程和高精度。基于闭环控制,给出精密硅片台机电系统动力学辨识的方法并进行了实验辨识。利用环路整形技术,研究并联PID控制器和鲁棒控制器的自动综合方法。基于实际实现,提出力解耦控制策略。仿真结果表明,利用双台结构的超精密硅片台的定位精度可达到10nm。     

匹配非对称阀控制非对称缸系统特性分析

根据阀控非对称缸系统的非对称特性,修正系统负载、负载压力和负载流量的定义;探讨了匹配非对称阀控制非对称缸系统的最佳负载匹配准则,研究了匹配非对称阀控制非对称液压缸系统在最小液压刚度时的动力机构特性,为非对称阀控制非对称缸系统的进一步研究奠定了理论基础。     

两栖机器人海流发电涡轮结构优化设计

设计了一种新型海流发电涡轮结构,对其发电性能进行了分析研究.选取某经典系列翼型进行动力特性的分析,选择其中升阻比较高的翼型,通过Wilson优化设计理论生成叶片模型.通过对轮周截面形状的优化,有效降低了卡门涡街效应对整体涡轮结构的影响.仿真结果表明,该新型海流发电涡轮结构具有较高的捕能效率,为解决水陆两栖机器人的续航问题提供了新的可行性方案.     

基于对偶数矩阵的穿刺机器人建模及工作空间分析

提出了一种穿刺机器人,由竖直移动关节、水平移动关节、前后移动关节、相互垂直方向上的两个旋转关节以及进针关节共同组成,六个关节实现对针尖姿态的调整,进而达到协助医生治病医疗的功能。阐明了一种基于对偶数矩阵建立运动学模型的整体步骤、方案,并针对所提出的穿刺机器人进行数学模型的建立,通过经典的D-H法进行验证,结果表明,用对偶数模型也能达到D-H法同样的结果,并进一步推测,假如建立一种对偶数运算法则函数,将极大提高运动学数值运算的速度,对于高关节数目的机械运动的计算具有一定的指导意义和参考价值。最后,在对偶数矩阵建立的模型基础上对机器人进行工作空间分析,初步证实了关节结构尺寸设计的合理性。     

基于T-S模糊模型的复杂系统的灵敏度分析

为模拟空间对接强制校正阶段的推出和拉近过程,提出基于六自由度并联机器人位置内环的柔顺力控制策略.综合考虑参数变化、模型变动和外来干扰等不确定性,利用μ综合控制理论设计鲁棒力控制器,并通过μ分析比较鲁棒力控制器和经典力控制器的鲁棒稳定性和鲁棒性能.鲁棒力控制器和经典力控制器的实验结果,表明了所设计鲁棒力控制器的有效性和优越性.