非线性不确定机器人复合滑模非脆弱H∞位/力控制

针对非线性不确定机器人面临参数不确定性、控制器增益摄动及外界干扰的问题，在其终端受环境约束的情况下，提出一种基于多项式平方和(sum of squares, SOS)理论的复合滑模非脆弱H_∞(composite sliding non-fragile H_∞,CSNH)位/力控制策略。首先，建立了机器人降阶动力模型和误差状态空间模型。其次，根据所提的复合位/力滑模面，基于Lyapunov稳定性理论设计一种具有H_∞扰动抑制的非线性变参数滑模非脆弱状态反馈控制器，给出控制器存在条件和求解方法。仿真结果表明，CSNH控制能够在不确定性和外部干扰作用下，使机器人快速、精确地跟踪位/力指令，体现出了良好的鲁棒性、抗干扰性及非脆弱性。     

基于光电传感器的两轮自平衡机器人控制研究

针对两轮自平衡机器人的平衡控制问题,基于LEGO机器人构建两轮自平衡机器人本体,采用光电传感器作为倾角检测元件,替代传统的倾角传感器和陀螺仪,以降低成本且避免倾角传感器和陀螺仪的温度漂移。给出了该机器人的本体构成,根据Euler-Lagrange方法建立系统的数学模型,采用最优控制实现机器人的平衡控制。最后进行物理实验,实现了机器人的自平衡,效果比较好,具备一定的抗干扰能力,证明基于光电传感器的两轮自平衡机器人的控制是合理有效的。     

惯性轮摆镇定控制器的迭代设计方法

针对惯性轮摆系统的镇定控制问题,提出了一种控制器迭代设计方法.该方法首先通过坐标变换将惯性轮摆系统转换为一个非线性级联系统,然后通过迭代设计和坐标逆变换,获得惯性轮摆系统的状态反馈镇定控制器,并证明了所得控制器能够使得惯性轮摆系统稳定在摆杆垂直向上的平衡位置.最后参考一个实际的惯性轮摆系统的物理参数,通过仿真,验证了所设计控制器的有效性.与已有方法相比,该方法更为简洁,更适合推广到其他欠驱动系统的镇定控制.     

两轮移动机器人控制系统研究

研究一种两轮同轴、差速驱动的新型的两轮移动机构的控制系统软硬件设计。为了实现对该机构行走过程的平衡控制,其控制系统采用C8051单片机作为核心控制器,用倾角传感器、陀螺仪和脉冲编码器测量车体的姿态,通过模糊自适应控制器分别控制车体左轮和右轮,实现了平衡行走。     

基于虚拟分解的液压机械手RISE渐近跟踪控制

多自由度液压机械臂是一个多输入多输出、强非线性、强耦合的机电液复杂非线性系统，对液压机械臂精确控制是极富挑战的任务。提出一种基于虚拟分解的误差符号积分鲁棒控制方法用于液压机械手系统的高精度跟踪控制。考虑三关节之间的动力学耦合、液压作动器动态和摩擦效应，首先基于虚拟分解建立液压机械手的运动学和动力学数学模型，基于虚拟功率流保证子系统和整个系统的L₂和L_∞稳定性，设计虚拟控制方法。然后进一步将关节之间的耦合作用融入到鲁棒控制器设计之中，发展出基于虚拟分解的误差符号积分鲁棒控制方法，进一步增强了关节位置跟踪能力。基于Lyapunov理论证明该控制方法可实现位置跟踪误差的渐近收敛。对比仿真结果表明，提出的基于虚拟分解的鲁棒积分控制器具有优异的渐近跟踪性能。     

SCR7000铜杆生产的铸轮结晶器结垢机理分析

采用SEM、EDS及XRD分析了某SCR 7000铸轮结晶器表面结垢层,结合喷淋冷却水与高温铸轮相互作用探究了铸轮结晶器结垢机理。研究表明,铸轮结晶器内腔凹槽垢层由炭黑、Cu、Cu₂O和CaO等物相混合组成,是乙炔燃烧不完全形成的炭黑富集、冲渣水中CaCO₃浓缩析出、高温分解及Cu结晶器、铜坯的高温扩散等因素复合形成的,而铸轮结晶器底部与外侧垢层主要由CaCO₃组成。这是因铸机冷却水蒸发、水处理能力不足导致铸机喷淋水硬度高,在高温铸轮表面CaCO₃晶体过饱和析出,铸轮底部喷淋水膜中CaCO₃颗粒受离心力作用,加速了CaCO₃晶体水垢形成。铸轮结晶器各个面结垢层的物相、厚度、均匀性的差异导致了倒梯形铜坯凝固组织的异常。通过降低铸机浊环水硬度和采用净循环水冲渣的工艺措施,铸轮结垢程度与铜坯凝固组织明显改善。     

带轮真空压铸模设计与制造

带轮采用真空压铸工艺，提高了带轮铸件表面质量；模具的双抽芯机构减小了单方向抽芯力，解决了铸件变形问题。在分析了带轮零件压铸工艺性的基础上，论述了模具的设计要点和工作原理，给出了工艺参数和实用的模具结构，改进了模具制造工艺。     

双自由度轮脚快速转换机器人系统设计

针对轮腿或轮脚机器人进行轮与脚的转换时,必须在静止状态下完成,而不能在运动的同时实现转换。开发出由4个主驱动轴组成的双自由度轮脚复合机构的机器人,采用中枢模式产生器(CPG)的仿生控制架构,借助多种传感器信息生成适合于当前环境下运动的轨迹信号,使机器人能在未知的地形下进行流畅的步态、速度转换。通过测试表明,轮脚机器人通过改变控制参数K_p实现了运动中轮脚的平滑转换,轮模式和脚模式的最大速度分别为1.68 m/s和0.56 m/s,最大越障高度为15 cm,能为自动识别路径的越障机器人设计提供参考。     

基于动力学补偿的并联机器人鲁棒轨迹跟踪控制研究

针对6-DOF并联机器人系统存在动力学建模误差和外界不确定性因素干扰的问题,提出了一种基于动力学补偿的并联机器人鲁棒轨迹跟踪控制策略。在充分研究了机器人系统动力学模型特点的基础上,基于Lyapunov方法获得了并联机器人的鲁棒控制率,提出了一种鲁棒轨迹跟踪控制方法,采用逆动力学对内回路进行补偿,外回路采用PD控制,然后对并联机器人进行了鲁棒控制器的设计,最后通过MATLAB进行了系统的轨迹跟踪控制仿真分析。仿真结果表明:当系统存在外界周期干扰的状况时,系统轨迹跟踪误差仍然一致终值有界,在一定程度上提高了系统的鲁棒稳定性。     

双分裂高压输电线路四轮移动检修机器人虚拟样机设计与仿真

针对目前人工带电更换间隔棒检修作业过程中存在效率低、劳动强度大、人身安全得不到保障等问题,设计一种适用于双分裂输电线路间隔棒带电检修的四轮移动机器人。通过分析作业环境及作业对象,设计双臂各带机械手的机器人结构并确定最优的自由度;分析作业过程中的关键技术,提出旧间隔棒拆卸与新间隔棒安装的机器人作业运动规划;在INVENTOR环境下开发机器人虚拟样机三维模型,对作业过程中作业臂的关键状态进行运动学建模;在MATLAB环境下对机器人作业臂进行运动学仿真。结果表明：所设计的双分裂输电线路移动作业机器人虚拟样机能够满足带电检修作业需求,可为机器人物理样机开发提供参考。     

液压伺服疲劳试验机的H∞混合灵敏度控制研究

针对液压伺服疲劳试验机系统的不确定性，为获得良好的控制效果，采用了H∞鲁棒控制算法。首先，通过理论分析建立系统数学模型，讨论了该模型的不确定性及参数摄动性；然后，详细阐述了加权函数选取的一般规律；最后，应用混合灵敏度方法设计了H∞鲁棒控制器。仿真结果表明，即使被测试件刚度及系统参数在较大范围内摄动，该控制器依然具有很好的鲁棒稳定性以及良好的动态品质，较常规PID控制器更为优良。     

鲁棒H∞滤波在液压位置系统中的应用

轧机液压伺服位置控制系统,常常因外界环境变化等而发生参数改变,使轧机液压位置控制系统变为不确定性系统,给系统控制设计带来较大困难。针对一类具有范数有界和系统参数不确定性的时滞依赖系统,设计了鲁棒H_∞滤波器。通过建立液压位置被控对象数学模型,并假设外界环境条件的变化致使系统阻尼比参数变化,通过应用构造的鲁棒H_∞滤波器的算法,能使轧机液压伺服位置控制系统具有很好的抑制能力,具有较好的状态估计效果,还能够保证系统的快速响应特性和鲁棒稳定性。     

废旧磷酸铁锂电池高值回收制备磷酸铁锂材料

针对传统湿法冶金回收废旧磷酸铁锂电池存在含磷废水排放量大、产品附加值低等问题，提出一种还原酸浸-沉淀-固相再生回收废旧磷酸铁锂正极材料的新方法。区别于传统氧化酸浸，本研究在浸出过程中加入有机还原剂，将铁元素以Fe²⁺的形式浸出到溶液中；然后，通过控制pH值制备Fe₃(PO₄)₂·8H₂O，以此作为再生LiFePO₄正极材料的前驱体，避免了后续混锂烧结过程中Fe³⁺还原不彻底、再生磷酸铁锂纯度低等问题。结果表明：通过控制浸出条件，Li⁺和Fe²⁺的浸出率分别达到98.15%和98.10%。利用氨水调控浸出液pH值，沉淀出形貌为一次片状簇拥成团状结构的Fe₃(PO₄)₂·8H₂O前驱体；最后，将Fe₃(PO₄)₂·8H₂O...     

便携式四轮履机器人的设计与仿真

提出了一种新型地面机器人,并详细阐述了该机器人的工作原理和设计方案,使用 Solid Edge进行三维建模、运动仿真.该机器人结合了履带和轮两种行进机构的优点,具有很好的地面自适应性,越障能力强,结构稳定可靠.     

碳钢在油水混相介质中的CO2/H2S腐蚀行为

采用极化曲线和电化学阻抗测试，研究了N80钢在50℃的3%NaCl盐水与凝析油混相溶液中，不同CO₂、H₂S分压比(θ=P_CO2/P_H2S)条件下的腐蚀规律；采用SEM、XPS等分析了N80钢表面腐蚀产物的形貌和组成。结果表明：在饱和CO₂溶液中，随着H₂S含量的增加，碳钢电极的腐蚀减弱；当θ<20时，随着θ增大，腐蚀电流密度逐渐减小，腐蚀主要由H₂S控制，在N80钢表面生成了均匀致密的针状晶型腐蚀产物，主要是FeS和FeS_1-x膜；当20<θ<500时，随着θ的增大，腐蚀电流密度先增大后减小，腐蚀由CO₂和H₂S共同控制，钢片表面生成了多种晶型腐蚀产物，主要是FeCO₃和FeS_1-x膜；当θ>500时，随着θ的增大，腐蚀电流密度增大，腐蚀反应由CO_...     

平行窗口带凹槽分丸轮分析及试验

在分析了机械进丸抛丸器中分丸轮外壁失效的基础上设计出了一种新型的平行窗口带凹槽的分丸轮，降低了分丸轮外壁与弹丸的摩擦能量损耗，提高了机械进丸抛丸器的抛丸率和抛丸量。     

轮足复合侦察机器人控制系统的设计与实现

针对轮足复合机器人的特点,提出机器人轮式和足式行走以及构形转换的方法,并根据侦察领域的具体需求和模块化的设计方法,设计和实现轮足复合侦察机器人控制系统。该系统可以远程控制机器人分别在足式和轮式状态下实现各种基本运动以及不同构形间相互转换,并通过摄像头传感器采集和记录周围环境信息,实现侦察功能。通过实验验证了机器人运动方法的可行性和控制系统的有效性。     

直接驱动数控转台的QFT-H∞控制

直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机伺服系统的参数不确定性和负载扰动严重影响系统的伺服性能，文章采用定量反馈理论（QFT）与H∞控制理论相结合的方法设计了一个速度控制器。QFT能够实现具有大范围不确定性系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能设计要求，但需要在Nichols图上进行回路整形．作图过程十分繁琐。基于QFT，利用H∞控制理论设计控制器可省去作图过程，大大简化了设计过程。仿真结果及分析表明，所设计的QFT—H∞速度控制器使伺服系统对参数不确定性和负载扰动具有较强的抗干扰性能。     

某货车轮毂盘总成自动点焊机器人的研制

根据某货车轮毂盘总成的结构特点及焊接要求,设计了一种直角坐标型自动点焊机器人。阐述自动点焊机器人本体的结构设计、优化、传感控制系统的应用等过程,并利用现场工艺实验与工业性试验对点焊机器人的重复定位精度等进行验证,摸索出轮毂盘自动点焊的焊接工艺参数,为货车轮毂盘总成的自动焊接提供了一种可供借鉴的方法。     

多楔轮轮毂冲锻成形工艺及影响因素研究

针对某筒形多楔轮轮毂零件的结构特点，基于板料近净成形原理，对其轮毂成形制定了多道次冲锻工艺方案。基于DEFORM-3D软件平台建立了多道次冲锻成形全流程三维有限元模型，通过数值模拟研究了模具结构参数对缩径翻边和镦锻工序中成形缺陷的影响，并分析了成形过程中的等效应变分布与轮毂筒壁壁厚变化情况。结果表明，当两道次缩径翻边步长l₁和l₂的取值范围为12.8～15.6 mm、第1道次缩径翻边圆角半径r₁不小于16 mm时，轮毂筒壁成形结果良好，没有产生失稳和削料。当整形上模圆角半径R为3.5 mm时，镦锻末期在筒壁与凸缘交接处不会产生折叠缺陷。根据模拟结果进行实验验证，成功试制出多楔轮轮毂，验证了工艺制定及参数选择的可靠性，并最终在此基础上制得合格的多楔轮零件。