机械摆随机同步跟踪机构的原理分析与设计

在一些机械设备中，受货位常常随俯仰机构作俯仰运动。要使机械摆及时准确地供货到位，就需要按照受货位的俯仰位置，同步调整机械摆的供摆动角，本文采用机械反馈机构，把系统的末端状态反馈到中间机构（调整杠杆支点），实现了机械摆随机同步跟踪，在某一工程机械设备中成功地实现自动接货，供货功能。     

机械摆供货系统的反馈机构设计计算

提出了机械摆供货系统的机械反馈机构参数转换计算方法,并列出了参数转换函数表达式,为反馈机构的设计提供了可靠的数据保证,在解决机械摆随机同步跟踪俯仰机构问题时具有明显的优越性.     

机械摆随机同步跟踪机构的运动仿真

在机械设备中，当受货位绕定轴转动时，可利用机械随机同步跟踪技术，使机械摆及时准确供货到位。本文利用计算机软件的运动仿真技术，进行机械摆随机同步跟踪机构的运动仿真。     

摆环机构理论及应用浅析

摆环机构是将旋转运动转化为往复运动的重要机构，它被广泛应用于农牧业机械及其它需进行运动转换的机器设备中，本文概述了摆环机构的构造、工作原理，详细分析该机构的运动、受力情况，扼要地分析了影响摆环机构性能的因素。提供了强度核核方法及算式，提出合理的结构参数，为摆环机构的设计计算提供了理论依据。     

圆弧刃金刚石刀具研抛新方法及微摆幅机构设计

圆弧刃金刚石刀具制造的目标是获得刃口锋利、刀尖圆弧轮廓精度高和刃口表面质量高的金刚石刀头,其研抛工艺一直是国内外研究的热点。为提高圆弧刃金刚石刀具研抛效率和研抛质量,提出了微摆辅助机械研抛方法,理论分析表明该方法能有效提高金刚石刀具的研抛效率和研抛质量。对实现该方法的微摆幅机构进行设计和有限元模态分析,研究结果对微摆幅机构微摆频率的选择具有重要指导意义,为微摆幅机构的结构改进提供了依据。     

新型立体车库升降机械设计和强度分析

为了完善立体车库的功能,设计了一种新型间歇旋转式立体车库升降机械。使用槽轮机构、防摆机构和起升机构实现机械运转过程中的平稳性和间歇性。对传动系统进行优化设计,分析其应力分布,用低副取代高副方式改良结构。对防摆机构进行设计、仿真优化。设计了上升机构,并对内部的螺母丝杆进行校核。进行小比例的实物加工,验证了机械的可行性。     

面向装配的机械产品设计

讨论了面向装配的机械产品设计的两类方法，即在产品设计时考虑产品装配性能的设计准则法和基于装配规划分析反馈信息，对产品进行再设计，改善产品装配性能的反馈法。提出了面向装配设计的准则和装配规划分析方法。     

泛谈超高频机械表

自机械钟表的摆轮游丝机构发明以来，摆频与走时精度的关系就—直被业者和钟表爱好者们津津乐道。摆频越高，就能将单位时间分割得越细，从纯理论的角度看，就更容易被调节到接近标准时间，也就是走时更准确。因此各家表厂长期以来在提高摆频方面做了大量的工作，早期由于材料和加工机具的限制，将18000次/小时（2．5HZ）作为标准摆频，并一直沿用至今常见的摆频还有19800次／小时（2．75HZ）、21600次／小时（3HZ）、28800次／小时（4HZ）以及36000次／小时（5HZ）即所谓的超高频。     

基于Lyapunov函数的倒立摆系统设计

针对单级倒立摆，介绍了利用李雅普诺夫函数进行状态反馈的控制方案。首先对单级倒立摆建立近似线性化模型，然后利用李雅普诺夫函数设计了状态反馈控制器，并在MATLAB软件中Simulink环境下对单级倒立摆实验装置实现了实时控制，试验结果验证了该设计方法的有效性。     

工程机械的液压伺服转向装置

液压伺服转向机构是一种自动调节系统，它是利用液压伺服助力式机构操纵车辆行驶方向，在工程机械中广泛应用。主要形式有机械反馈式、液压缸反馈式和机械内反馈式等3种。     

Predictor-based control for an inverted pendulum subject to networked time delay

The inverted pendulum is considered as a special class of underactuated mechanical systems with two degrees of freedom and a single control input. This mechanical configuration allows to transform the underactuated system into a nonlinear system that is referred to as the normal form, whose control design techniques for stabilization are well known. In the presence of time delays, these control techniques may result in inadequate behavior and may even cause finite escape time in the controlled system. In this paper, a constructive method is presented to design a controller for an inverted pendulum characterized by a time-delayed balance control. First, the partial feedback linearization control for the inverted pendulum is modified and coupled with a state predictor to compensate for the delay. Several coordinate transformations are processed to transform the estimated partial linearized system into an upper-triangular form. Second, nested saturation and backstepping techniques are combined to derive the control law of the transformed system that would complete the design of the whole control input. The effectiveness of the proposed technique is illustrated by numerical simulations.     

轮式倒立摆的数学建模及状态反馈控制

轮式倒立摆是检验各种控制理论的理想模型,首先采取牛顿力学分析的方法,依次得出轮式倒立摆中直流电机、车体和摆杆动力学方程,从而基于小角度线性化方法得出轮式倒立摆的近似线性模型;然后基于Matlab进行轮式倒立摆的状态反馈控制,设计出其控制律,验证其可行性,但是轮式倒立摆的数学模型通常是经线性化处理后得出,为了提高仿真准确性,再基于虚拟样机技术,对轮式倒立摆进行Madab与ADAMS的联合仿真,仿真结果显示系统响应曲线在规定时间内迅速收敛至O附近．此结果不仅验证了联合仿真中状态反馈控制的正确性,而且表明联合仿真是控制理论研究中值得推广的方法。     

线性二次最优算法的倒立摆系统仿真与实时控制

文章对倒立摆进行了详细的力学分析,建立了该种倒立摆的数学模型,并为系统设计了线性二次指标最优控制器。然后,通过计算机数值仿真实验,为倒立摆控制系统选取合适的性能指标和状态反馈矩阵,仿真实验结果说明,应用该状态反馈控制,能够取得了良好的控制效果。最后,文章建立了基于matlabRTW实时工具箱的倒立摆实时控制平台。通过倒立摆的实时控制实验,验证了理论分析和数值仿真的正确性。     

Modeling and control of a pneumatically actuated inverted pendulum

This paper presents the results of modeling of an inverted pendulum system driven by a linear pneumatic motor and equipped with relatively low-cost potentiometer-based position measurement system. Based on the nonlinear model of the overall pendulum system, which also includes notable friction effects, a linearized model is derived. The linearized model is used as a basis for the design of state feedback controller based on LQ and LQG optimization procedures. The linear state feedback controllers are augmented by a compensator of nonlinear friction effects whose design is based on the results of experimental identification of an appropriate static friction model. The proposed pendulum controller structures have been verified by means of computer simulations and experimentally on the experimental setup of a pneumatically actuated inverted pendulum.     

基于LMI优化的鲁棒控制器设计

以存在固有模型误差的单级倒立摆为被控对象,建立倒立摆的鲁棒数学模型。在不确定性因子存在的前提下,基于线性矩阵不等式方法计算得到H_∞状态反馈控制器参数K,而且给出H_∞状态反馈控制器的存在条件。通过实例仿真验证,与LQR控制相比,H_∞状态反馈控制具有更好的动态特性和抗干扰特性。     

简易旋转式倒立摆实验装置的控制研究

对倒立摆系统研究具有重要的应用价值,但其严重不稳定,受到了很多变量的影响。在对倒立摆系统进行研究后,提出一种简易典型的旋转式倒立摆实验装置。该装置使用角位移传感器采集摆杆角度,经过STM32处理后,通过运用PID算法来实现对旋转倒立摆的闭环控制,最后结合硬件调节反馈参数。结果表明这种控制方法可以良好的控制旋转式倒立摆。     

直线二级倒立摆系统的H_∞鲁棒最优控制

针对存在模型参数不确定性和外部扰动的直线型二级倒立摆系统的稳摆控制问题,对如何实现倒立摆系统鲁棒稳定的同时,还保证其达到期望的最优控制性能和H_∞性能指标的稳定性控制问题进行了研究。基于状态反馈、最优控制和H_∞鲁棒控制方法设计了一个H∞鲁棒最优控制器,用来实现对该倒立摆系统的稳摆控制。利用设计的控制器,基于倒立摆实验平台和Matlab数值仿真平台,使用该控制器来实现系统的控制并对稳定倒立摆的过程进行了验证。研究结果表明,该控制器能较好的实现对直线型二级倒立摆的稳摆控制,并对受控系统的模型参数摄动有较好的鲁棒性,同时还能利用最优的控制作用达到期望的H_∞性能指标。