射流伺服阀用超磁致伸缩执行器磁场建模与分析

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构,采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理,给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式,并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律,最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.     

航天器微振动隔振平台的虚拟疲劳分析

航天器微振动六自由度隔振平台能够有效隔离控制力矩陀螺群输出的多维微振动,是高分辨率卫星的重要部件。对六自由度隔振平台的关键部件进行了虚拟疲劳分析,估算出关键部件的疲劳寿命,确保其工作寿命达到设计要求。基于模态综合法将隔振平台的关键部件进行柔性化处理,利用ADAMS和MSC．FATIGUE等软件对隔振平台模型进行刚柔耦合分析,得到各关键部件的载荷历程,进而估算出疲劳寿命。     

六自由度隔振平台支架的优化设计

通过三维制图软件UG,设计了一种承载金字塔构型控制力矩陀螺群的支架。然后将支架模型以Parasolid格式导入有限元软件Patran中进行相关前处理,并利用有限元分析软件Nastran对其结构进行优化,使其具有更高的刚度质量比,在同种载荷作用下,等效应力更小,从而符合航空航天对于构件强度高、质量轻的普遍要求。     

水下机器人-机械手系统非奇异终端滑模控制

针对复杂集总干扰下水下机器人-机械手系统的轨迹跟踪控制难题, 提出基于时延估计的非奇异终端滑模控制方法. 该方法以时延估计为基础架构,利用非奇异终端滑模控制的强鲁棒性, 实现复杂集总干扰下系统高性能的轨迹跟踪控制. 受益于时延估计无需动力学模型的特性和非奇异终端滑模控制的强鲁棒性, 所提算法具有优异的控制性能、良好的鲁棒性和工程易用性. 以实验室搭建的一型水下机器人-机械手系统为研究对象, 展开9自由度数值仿真和7自由度水池试验研究, 结果表明：在未知复杂集总干扰下, 利用相同的控制增益, 所提控制方法相对传统时延估计控制可以保证更优的综合控制性能, 前者系统末端定位精度为0.038 m, 而后者仅为0.067 m.     

多体系统理论在机构运动分析中的应用

本文将多体系统理论用于机构的运动分析,理论分析和计算实例表明：多体系统理论用于机构的运动分析是行之有效的。     

Gough-Stewart平台高效动力学建模研究

运用凯恩方法建立并联机构动力学模型,以并联机构动平台参考点的速度和角速度作为伪速度,推导各个驱动杆和动平台偏速度和加速度,建立各个构件的凯恩方程,并加以综合,得出系统的动力学模型。所得模型表达简洁,变量和方程的数目少,适用范围广,计算效率高,适于并行计算。该方法便于在任务空间建立控制模型,并为并联机床的动态分析与设计提供了基础。     

新型3PUPaR并联机构运动学分析与多目标优化

目的 针对传统PID在对包装运输液压顶升系统控制中参数难以整定的问题,使用多种群遗传算法(MPGA)对参数寻优。方法 采用多种群遗传算法,将算法与常规PID控制相结合。对液压系统进行分析,建立起液压系统的数学模型,将其运用到算法优化后PID控制策略的被控对象中。同时,与一般遗传算法优化后的参数进行仿真对比,考察多种群遗传算法对PID控制策略优化的有效性。结果 仿真结果表明,多种群遗传算法优化后的参数能使被控对象很快地收敛于稳态。整个系统响应速度快、稳态误差小、超调量小,而一般的遗传算法得到的参数陷入局部最优,无法在较短时间内得到全局最优解。结论 所提出的优化算法对PID参数整定有良好的效果,能满足系统的控制要求。     

“机器人+”背景下工业机器人技术创新发展方向

就《“机器人+”应用行动实施方案》的提出,探讨工业机器人的总体发展趋势及其在传统领域和新兴行业的应用与现状,介绍工业机器人技术今后一段时间在协作共融、群智控制技术等方面创新发展的方向和思路。     

基于摇杆滑块机构的外骨骼肘关节优化设计

针对当前上肢外骨骼肘关节活动范围受限和助力效果不佳的问题，设计了一种基于摇杆滑块机构的上肢外骨骼。通过D-H参数建立上肢体外骨骼机构的运动学模型，对其工作空间进行了分析。基于摇杆滑块机构进行上肢体外骨骼的结构设计，并对其进行力学分析，为气缸选型提供依据。基于ADAMS软件建立的参数化模型进行上肢体外骨骼肘关节尺寸优化，优化后的肘关节运动范围提升显著。通过ANSYS软件对关键部件进行了强度校核，搭建物理样机采集上肢肌电信号进行助力性能评估，验证了上肢体外骨骼机构具有较好的助力效果。