基于事件触发的离散 MIMO 系统自适应评判容错控制

本文针对具有执行器故障的一类离散非线性多输入多输出(Multi-input multi-output, MIMO)系统, 提出了一种基于事件触发的自适应评判容错控制方案. 该控制方案包括评价和执行网络. 在评价网络里, 为了缓解现有的非光滑二值效用函数可能引起的执行网络跳变问题, 利用高斯函数构建了一个光滑的效用函数, 并采用评价网络近似最优性能指标函数. 在执行网络里, 通过变量替换将系统状态的将来信息转化成关于系统当前状态的函数, 并结合事件触发机制设计了最优跟踪控制器. 该控制器引入了动态补偿项, 不仅能够抑制执行器故障对系统性能的影响, 而且能够改善系统的控制性能. 稳定性分析表明所有信号最终一致有界且跟踪误差收敛于原点的有界小邻域内. 数值系统和实际系统的仿真结果验证了该方案的有效性.     

基于外环速度补偿的封闭机器人确定学习控制

针对未开放力矩控制接口的一类封闭机器人系统,提出一种基于外环速度补偿的确定学习控制方案.该控制方案考虑机器人受到未知动力学影响,且具有未知内环比例积分(Proportional-integral, PI)速度控制器.首先,利用宽度径向基函数(Radial basis function, RBF)神经网络对封闭机器人的内部未知动态进行逼近,设计外环自适应神经网络速度控制指令.在实现封闭机器人稳定控制的基础上,结合确定学习理论证明了宽度RBF神经网络的学习能力,提出基于确定学习的高精度速度控制指令.该控制方案能够保证被控封闭机器人系统的所有信号最终一致有界且跟踪误差收敛于零的小邻域内.在所提控制方案中,通过引入外环补偿控制思想和宽度神经网络动态增量节点方式,减小了设备计算负荷,提高了速度控制下机器人的运动性能,解决了市场上封闭机器人系统难以设计力矩控制的难题,实现了不同工作任务下的高精度控制.最后数值系统仿真结果和UR5机器人实验结果验证了该方案的有效性.     

面向熔岩管探测的星球子车及其参数化设计方法研究

星球熔岩管是进入星球地下的捷径,具有较高的科学探测及资源勘探价值。提出了一种新型系绳星球熔岩管探测子车,并开展其参数化设计研究。面向熔岩管管口大坡度斜坡绳索释放回收问题以及熔岩管内探测车转向问题对系绳轮式移动机构进行了构型设计。基于地面力学理论,考虑三轮移动系统在熔岩管口周围及管底堆积区松软地形内移动能力,以及探测车在崎岖硬质熔岩管内壁中的几何通过性、平稳性和抗颠覆性等因素对系绳三轮移动系统进行了参数优化设计。在模拟外星球地表环境中的仿真和试验结果表明,使用提出的优化设计方法设计出来的星球车完全满足预定的技术要求,相比于参数优化之前具备更强的移动性能,并可为四轮、六轮等多轮星球车参数化设计提供有益借鉴。     

连杆背压裂解加工方法

通过数值模拟与实验相结合的方法对准静态加载条件下的连杆裂解过程进行分析,确定了C70S6连杆裂解的临界J积分值,并对背压裂解过程进行数值模拟分析,对背压力对于连杆裂解J积分、韧带区场变量及裂解力的影响进行探索。模拟结果表明:背压力使沿连杆裂纹槽长度方向的裂尖J积分梯度增大,使应力更快、更有效地集中在裂纹槽中部,有利于裂纹槽起裂和裂纹快速扩展,可减少因裂纹分叉、交汇异常等引起的裂解加工缺陷,但是背压力增加的同时也增大了胀断主动力和裂解力,建议背压力设定为胀断主动力的1/4。     

人-机器人技能传递研究进展

人-机器人技能传递（Human-robot skill transfer,HRST）是指人将操作技能传授给机械臂使得机器人具备类人化的作业能力,以达到高效示教编程的目的.相对于传统的机器人编程技术,人机技能传递具有高效率、低成本、不依赖机器本体平台等显著优点,是人-信息-机器人融合系统（Human-cyber-robot-systems,HCRS）中重要环节之一,应当给予足够的重视.本文首先介绍了人机技能传递技术的研究背景,接着简述了该技术在人机接口、建模、仿生自适应控制等方面的发展现状,并对未来的研究方向做出了展望.     

连杆准静态裂解数值模拟关键技术与启裂分析

对连杆准静态裂解进行了数值模拟分析,对裂纹区网格划分、接触与约束处理、无应力投影功能与自适应加载步长等关键技术进行了探讨;运用临界J积分和最大主应力准则作为连杆启裂的判据,分析了启裂时连杆应力场、塑性场及位移场,给出启裂点的分布状况.数值分析表明:连杆裂解的塑性区只存在于裂纹区裂尖附近,启裂点不唯一且沿连杆厚度方向散布在裂尖,但启裂率先发生在中部裂纹区的最大主应力峰值域,并向上下表面和外轮廓扩展.启裂点散布以及裂纹扩展路径不同极易造成裂纹交汇异常,并导致裂解过程中的爆口、断裂面台阶等裂解缺陷.