一种提取系统脉冲响应函数的高效的去噪算法

针对锤击激励方式不适用于工业机器人操作臂动态性能测试的情况,根据Duharm a l积分理论,利用系统输入矩阵的上三角形的特殊结构,并结合时域平均技术,导出了具有抗噪性能的高效的求取系统脉冲响应函数的平均递推算法。研究了算法对适合于机器人操作臂测试的阶跃激励方式的适用性,对算法的误差进行了分析。在二自由度动力学模型上进行仿真,与传统的时域解矩阵方法比较,平均递推算法在效率及降噪效果上具有明显的优越性。悬臂梁实验表明,平均递推算法能够获得与锤击法比较一致的结果。     

传感器建模误差对其动态性能补偿效果影响的定量分析

研究了建模误差对传感器动态性能补偿效果的影响。定量分析了一阶系统、二阶系统的建模误差与工作频带拓宽倍数之间的关系，并给出了其关系图谱。由定量分析的关系式及其图谱得出结论：对于一阶系统，补偿效果只与建模误差有关，与时间常数无关，补偿效果一般均较明显；对于二阶系统，补偿效果由误差与阻尼比来决定，在较大的范围内，阻尼比越大，则获得同样补偿效果所需的建模精度就可以越低。这可为设计可靠实用的动态补偿滤波器及评价补偿效果提供依据。     

膜片式水下力传感器力学特性与设计原则分析

以水下机器人所用多轴力传感器的压力平衡结构为研究对象，基于液体的可压缩性，提出了膜片式压力平衡传感器内外压力差的迭代算法，推导出了膜片式压力平衡法的内外压力差、额外轴向力及相关公式。分析了压力差在传感器上产生的额外轴向力及影响额外轴向力的相关因素，结果表明,膜片式压力平衡法难以胜任大压力平衡。总结了膜片式水下力传感器结构设计原则：基于膜片式压力平衡的水下力传感器结构应紧凑，其长径比、壁厚应尽可能小；压力平衡膜片面积应尽量大，而内部存油液应尽量少。     

多穿孔管板阻性消声器的声学特性研究

应用包含高阶模态声波的二维解析法研究多穿孔管板阻性消声器的声学性能,消声器传递损失的计算结果和实验结果吻合良好.分析了穿孔率和吸声材料的流阻率对阻性消声器声学性能的影响,并且研究了具有组合式阻抗及组合流阻率吸声材料的多穿孔管板消声器的声学特性.结果表明:不同类型的组合式阻抗及组合流阻率的吸声材料对消声器在不同频段的消声性能产生一定影响.     

Taylor展开的线性时变系统参数辨识及误差分析

以辨识线性时变系统参数为目的,应用时变参数Taylor级数展开后变为定常系数多项式的特点,在利用实测系统响应数据建立的时变自回归滑动平均模型(Time varying-auto regressive moving average,TV-ARMA)基础上,对线性时变系统参数辨识方法进行研究.利用最小二乘法获得时变参数的定常待定系数.对输入、输出误差对参数辨识的影响以及算法对误差的放大作用进行分析,根据误差分析结果,以减少误差及提高效率和精度为目的,提出分段辨识方法以及处理参数边缘不连续的线性插值技术,提高辨识的效率和精度.在Matlab环境下对谐波快变以及线性慢变的时变参数进行辨识以及讨论,提出合适的分段长度.仿真结果显示,在一定的误差条件下,方法所获得的时变参数的轨迹与理论值比较吻合,所采取的措施具有较强的抗干扰性和高效性.     

机器人末端臂惯性参数辨识的人工神经网络方法

分析了机器人操作臂末端连杆惯性参数辨识的原理及数学模型,提出了一种与传统神经网络问题不同的惯性参数辨识方法,使神经网络的结构与权值具有明确的物理意义,解决了获取样本难的问题。探讨了人工神经网络在系统参数辨识应用中的一般规律及优越性。惯性参数辨识方法简单、直观、运算量小,可应用基于传感器信号的机器人末端惯性参数的在线辨识。在PUMA562机器人上,用实验验证了惯性参数辨识方法的可行性与有效性。     

相关小波法在结构系统识别中的应用

对于一个线性结构系统，从输入输出数据中提取精确的脉冲响应函数和频响函数是对系统进行动力学建模和参数识别的关键步骤。在循环小波变换的基础上，研究了提取脉冲响应函数的相关小波法及其相应的平均算法。数值仿真结果表明，对于不同的激励信号，相关小波法都能够获得比FFT方法精度更高的脉冲响应函数和频响函数，具有更大的优越性。利用悬臂梁实验验证了相关小波法在实际结构中的正确性和有效性。     

提取脉冲响应函数的小波变换法及时域法分析

针对有关文献提出的利用小波变换来求取结构系统脉冲响应函数的方法,指出利用小波变换的方法与传统的基于Duharmal积分的时域法具有一致性,并且时域法具有更高的效率。文中简要地介绍了这两种方法的原理,并且在小波分解层数的意义上从多层分解到一层分解以及到时域法,详细分析了利用小波分解的实质,指出时域法是小波分解方法在层数上的延伸,因此是效率最高的。用矩阵广义逆的方法克服了时域法在对输入信号采样时存在的问题。用四自由度的弹簧-质量-阻尼系统进行了仿真,并且在悬臂梁上进行了实验,结果都表明本文得出的结论是正确的。     

膜片式水下力传感器力学特性与设计原则分析

以水下机器人所用多轴力传感器的压力平衡结构为研究对象,基于液体的可压缩性,提出了膜片式压力平衡传感器内外压力差的迭代算法,推导出了膜片式压力平衡法的内外压力差、额外轴向力及相关公式。分析了压力差在传感器上产生的额外轴向力及影响额外轴向力的相关因素,结果表明,膜片式压力平衡法难以胜任大压力平衡。总结了膜片式水下力传感器结构设计原则：基于膜片式压力平衡的水下力传感器结构应紧凑,其长径比、壁厚应尽可能小;压力平衡膜片面积应尽量大,而内部存油液应尽量少。     

一种水下机器人用多轴力传感器的结构设计

水下机器人用多轴力传感器的设计必须首先解决水压力平衡的问题。通过对几种典型的机器人用多轴力传感器结构在水压作用下的应力、应变进行分析，得到这几种结构的特点和适用条件：实心的柱体可以承受深水压力，但由于海水的腐蚀作用，开放式柱体不适合作为弹性体；充油或充气的刚性封闭的薄壁结构不能承受深水压力；带补偿膜的薄壁圆筒结构只能承受浅水压力的作用；用软外囊封包的结构可以承
受深水压力，实现足够大的体积变化而不致被破坏，但存在容易破损以及形状、质心不定的缺陷。提出一种水下机器人用多轴力传感器自适应结构的设计构思，这种结构兼有开放式和封闭式结构的优点。按照这种设计构思已试制出原型样机