陀螺寻北仪大偏北角粗寻北方法

为实现陀螺寻北仪在大偏北角情况下粗寻北,在大偏北角情况下,该文分别对不跟踪和跟踪状态下的陀螺运动特性进行分析后,针对陀螺运动特性,提出不跟踪及跟踪状态下的两种大偏北角的粗寻北方法,并分析了两种粗寻北方法;最后,对跟踪状态下的大偏北角粗寻北方法进行试验验证,分析了方法的有效性及寻北精度不足的原因,并根据分析结果提出设计高精度伺服系统的必要性。     

基于多线谱驱动的虚拟人手运动及约束控制

针对现有手部运动模拟控制的复杂性,通过分析人手解剖学结构及运动特性,提出了基于多线谱控制的虚拟人手运动及控制机制。针对单指运动,通过控制该指上的多条肌肉归一化收缩量,驱使单指关节的灵活运动;在多指协同运动中,由于相邻手指之间存在运动促进和制约的关系,因此要考虑其他手指的影响,根据其约束关系,控制相应的肌肉收缩,实现多指协同运动。实验表明,所建立的控制机制能较好地仿真单指及多指间的各种运动,在多线谱的控制下,能够方便快捷地仿真多种手势及手语,且运动效果逼真,手部运动自然灵活。     

基于全局运动仿射模型的视频目标移除

给出一种基于全局运动仿射模型的视频目标移除方法.用仿射模型描述非移除区域的全局运动,通过提取相邻帧的匹配对进行模型参数估计;对于每一帧中待修补的移除区域,根据仿射模型之间的递推关系和运动一致性准则,从其它帧中寻找该区域的信息并进行修补.实验表明,方法能够较好的对运动前景、台标等目标进行移除.     

基于模型信息的电静液作动器降阶线性自抗扰控制

针对电静液作动器(electro-hydrostatic actuators, EHA)系统存在内外部扰动、参数不确定性和变控制增益等问题,提出一种基于模型信息的降阶线性自抗扰位置控制方法.首先,基于系统模型信息选取控制增益.其次,通过降阶线性扩张观测器对系统总扰动进行估计,并在控制器中加入扰动项进行补偿.利用奇异摄动理论证明所提控制器可使闭环系统是半全局最终一致有界的,并且当观测器带宽足够大时,所提出的控制器理论上可以使系统输出以所需精度跟踪期望轨迹.仿真结果表明,所提控制方法响应速度较快,控制精度较高,对外部扰动和参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

不确定非仿射系统的引入动态逆的自抗扰控制器设计

针对一类不确定非仿射严反馈非线性系统, 提出一种引入动态逆的线性自抗扰控制器设计方法. 首先, 利 用微分同胚映射将严反馈非线性系统变换为积分串联型系统, 然后针对积分串联型系统设计线性自抗扰控制器. 提出的线性自抗扰控制器将闭环系统划分为3个时间尺度, 其中线性扩张状态观测器位于最快的时间尺度上, 用来 估计系统的状态和总和扰动, 动态逆位于次快的时间尺度上用以求解非仿射情况下的控制律, 系统动态位于最慢的 时间尺度上. 利用奇异摄动理论分析了闭环系统的稳定性和性能. 提出的自抗扰控制设计方法同样适用于控制增 益不确定的仿射非线性系统. 仿真和实验结果验证了提出的线性自抗扰控制器的可行性.     

焊接电弧发射光谱的动态诊断方法及其应用

建立了新型的电弧光谱动态诊断系统,提出了基于时控一统计平均方案的动态诊断方法,实现了对电弧光谱连续的动态诊断.结果表明,应用这一新型诊断系统,可以观测交流电弧特征谱线半高宽变化量和中心波长位移量两个重要特征量的动态变化规律,进而可认识交流电弧电子数密度和氩原子激发温度的动态变化,这对于研究电弧(特别是交流电弧)热力学状态的时间特征具有重要的意义;另外,这一诊断方法拓展了以往电弧发射光谱诊断方法的应用范围,在焊接电弧物理研究中将有着良好的应用前景.     

弧焊机器人离线编程系统分析与设计

从焊接生产市场竞争的角度来看,焊接生产的柔性化与集成化成为焊接生产自动化的一个必然趋势。机器人的在线示教编程不但效率低,而且占用生产时间,难以与其他系统实现无缝集成。目前,这些问题同焊接件的坡口加工及装配的精度一起成为制约机器人在焊接领域推广应用的主要技术问题。离线编程技术可以使弧焊机器人成为一种便于操作和集成的具有充分柔性的系统,根据机器人应用中的技术问题,立足于当前的实际情况,分析、设计了弧焊机器人离线编程系统。设计过程中充分考虑了系统的易用性和实用性。     

激光传感图像处理方法研究

针对激光传感图像研究了用于焊缝跟踪的实时图像处理算法,以典型的V型坡口焊缝为例展开论述.就中值滤波运算量大的缺点,提出了改进的中值滤波算法,省去了模板元素排序环节;采用灰度比较得到最大值的方法巧妙实现图像细化;充分利用点与直线的距离关系和激光结构光图像的特点可靠捕捉到跟踪特征点.在图像处理的关键环节上实现了高效的图像处理,试验证明这些方法可靠性高,具有抗杂散光或激光反光的独特优点,能够满足焊缝跟踪系统实时性的要求.     

基于发音运动特征的舌部肌肉建模及仿真

人舌结构较为复杂,运动灵活,在虚拟人物发音及表情运动过程中起着关键的作用,但现有舌部模型结构较单一,实现的虚拟运动相对简单,描述能力不足,且需要大量数据驱动。针对以上问题,通过对舌部解剖结构的研究,提出一种基于肌肉运动特征的舌部模型及控制方法。将舌部内外肌群按其运动及发音功能进行分类,仅需获得多条肌肉不同的收缩量,即可利用各自的控制函数确定出参数值,进而实现模型前升高、后升高和谷形等多种常见运动。实验结果表明,该方法能够较为灵活便捷地控制虚拟舌体,仿真出符合生理特征的多种舌部运动。     

智能视觉技术在焊接系统中的应用

介绍了最新的激光视觉传感技术在机器人焊缝搜索定位、机器人或专机自动化焊缝跟踪及智能化激光焊接系统中的应用。设计的Sense-I/D和SF/D传感器能实现快速精确地搜索定位焊缝,而且能最大限度地减少对焊枪可达性的影响;先进的Mini-I/D激光传感系统可以简单而可靠地实现焊缝跟踪,在焊接中能够根据所测量的间隙和错边等数据实时地调整焊接过程参数;Digi-Las数字激光焊接头包含了焊缝搜索位、焊缝跟踪、焊接参数自适应控制及焊缝成形和表面缺陷检测功能。应用适合焊接的智能化激光视觉传感技术,可提高焊接质量和生产效率,降低焊接生产成本,有效提高焊接产品质量和价格的竞争力。