复合式康复机械手设计

为满足手臂运动功能障碍患者的康复需要,设计了一种复合式康复机械手．介绍了它的机械结构、工作原理和三种控制方式及根据D—H方法得出的康复机械手位姿的齐次变换矩阵．该康复机械手既可单独实现小臂、手掌的曲张运动又可实现小臂、手掌的联动;通过样机试验,验证了该康复机械手的基本功能,可为手臂运动功能障碍患者提供有效的康复训练．     

复合式康复机械手设计

为满足手臂运动功能障碍患者的康复需要,设计了一种复合式康复机械手.介绍了它的机械结构、工作原理和三种控制方式及根据D-H方法得出的康复机械手位姿的齐次变换矩阵.该康复机械手既可单独实现小臂、手掌的曲张运动又可实现小臂、手掌的联动；通过样机试验,验证了该康复机械手的基本功能,可为手臂运动功能障碍患者提供有效的康复训练.     

基于模糊补偿的RBF神经网络机械手控制

针对机械手系统的高精度轨迹跟踪控制,提出了一种基于模糊补偿的RBF（radial basis function）神经网络机械手控制方法.该方法首先利用PD（proportional-integral）控制器获得机械手的控制策略,将其输出作为RBF神经网络的输入,并学习得到系统模型;然后运用模糊逻辑补偿器对系统扰动和建模误差进行补偿;最后,在MATLAB/Simulink平台上针对两关节机械臂,进行了有模糊补偿和无模糊补偿系统跟踪的均方根误差测量仿真实验.研究结果表明,两关节机械臂的控制精度分别提高了60.8%和71.4%,本文提出的方法能够解决机械手实际模型很难精确建立的问题,并能对系统未建模部分和扰动部分进行自适应补偿.      

一种新的车辆图像识别分类算法研究

提出了一种在静止背景交通图像序列中运动车辆的检测和分类方法,即基于GVF-Snake模型和惯量椭圆的车辆分类算法。利用混和高斯模型(GMM)、期望最大化(EM)估计算法、改进GVF-Snake模型,从序列交通视频图像中检测出运动车辆;然后,借用刚体惯量椭圆原理,计算运动车辆等效椭圆偏心率,从而建立车长-车投影面积-车的等效椭圆偏心率三参数建立了车辆分类器。该方法的车辆检测与分类都是基于数理统计原理,算法复杂度小,可用数字逻辑编程实现,适合在嵌入式系统中应用。     

基于图像信息检测的船-桥智能避碰系统研究

将避碰决策系统分为船舶运动检测、视觉几何模型和船舶运动态势计算、碰撞预报及预控3部分.针对图像质量问题采取图像预处理增强、中值滤波、直方图均衡处理方法.采用相位相关算法基于背景模态模式静态空间信息记录图像信息,补偿图像抖动.基于视觉几何模型计算船舶运动态势计算船舶目标空间坐标位置、船舶型尺度、船速、船首向等.基于实时运动状态信息和桥区船舶运动态势预报碰撞危险以及避碰决策模式.引入避碰等级术语通过计算桥区船舶操纵避碰相关参数,进行避碰早期预警并得出避碰操纵决策方案.形成合理化的船-桥避碰决策系统,以达到船-桥避碰预警预控的智能效果.     

三自由度疲劳振动台的设计及固有频率分析

为模拟高速列车传动系统的多轴随机振动环境,建立了一种能对传动系统沉浮、侧滚、横摆三自由度振动模拟的三自由度牵引传动系统疲劳振动台模型．通过对系统进行运动学分析,利用三维振动台的位姿关系及振动台各分支刚度构造了刚度矩阵和质量矩阵,建立了振动台系统的无阻尼动力学方程,据此研究了系统不同姿态下的固有频率,该计算模型也可以用于其他类型的并联结构固有频率计算,计算结果表明：文中设计的振动台能够满足试验要求．     

工业机器人单目双视的应用研究

工业机器人单目双视系统充分利用机器人位姿便于调整的优势,在机器人带动摄像机一起运动过程中,对包含工件的场景进行多次图像采集,实现目标点三维坐标的识别。论文介绍了机器人摄像机的非线性快速补偿算法的定标原理,给出了机器人单目双视三维检测实验。单目双视结合工业机器人控制软件,可使工业机器人能实时调整运动轨迹也可对工件进行非接触测量,提高了工业机器人的适应性和灵活性。     

车用主动转向液压系统非线性建模与仿真分析

基于非线性状态方程,建立位置反馈PID控制闭环系统Simulink模型,分别对阀控非对称缸及整个闭环系统进行仿真分析;利用AMESim软件建立相同结构及参数模型进行对比,验证了非线性状态方程模型的有效性。结果表明:位置反馈PID控制可改善主动转向液压缸活塞运动方向改变时位移、速度、流量的不对称特性,但压力差异与突变依然存在,并在换向位置出现轻微振荡现象。     

基于ITS的汽车主动避撞系统

利用信息感知、动态辨识、控制等技术与方法提高汽车的主动安全性，是智能交通系统(ITS)的主要研究开发内容之一。本介绍了清华大学汽车安全与节能国家重点实验室开展的基于ITS的汽车主动避撞安全技术的研究工作。主要包括：开发适用于复杂、动态路况的车载扫描式激光雷达探测系统，基于人-车-路-体化的汽车主动避撞系统安全距离模型，设计能够满足多种复杂路况的拟人化车辆纵向运动控制系统。中给出了各理论研究所处的阶段以及相应的实验结果。     

电控共轨高压泵凸轮机构动力学仿真及优化设计

根据电控高压共轨系统供油泵的工作特点,运用凸轮机构动力学原理建立了凸轮机构动力学多自由度模型,并利用Simulink建立了该凸轮机构的仿真模型,参照 Bosch泵凸轮机构的结构参数,计算了凸轮从动件-柱塞的实际位移与其理论位移的误差.通过仿真分析,研究各设计参数对凸轮运动规律的影响,为电控高压泵的优化设计提供了良好的理论依据.     

刀具磨损补偿用压电陶瓷微位移器的特性分析与实现方案

通过对所选择压电陶瓷微位移器的电压一位移关系进行实验分析,提出了针对刀具磨损补偿系统的有效方法来消除压电陶瓷非线性、迟滞和蠕变所带来的影响.采用基于平均曲线模型的方法建立补偿系统的数学模型,提出了可消除蠕变影响的针对进给系统的驱动方式.阐明了适用于实际生产的刀具磨损补偿控制系统的原理,为控制系统的设计提供了科学的依据.     

港口群系统优化模型及其算法

为解决港口群系统规模、结构和布局的全局动态协调优化问题,基于复杂系统理论中的多智能体模拟方法,构建了港口群系统的双层规划模型,设计了多智能体遗传算法对模型进行优化求解。建立全局优化智能体以实现港口群各智能体间的协同优化,引入港口规模效应系数,构建了动态腹地中各港口的货运量分担模型,应用于下层港口智能体转换规则中。计算结果表明:60次迭代后,模型趋于最优解,港口群总效益增加了48%,结构和规模趋于合理,表明模型和算法具有可行性和高效性。     

基于AOK-TFR的轨道电路故障诊断方法

为弥补现有补偿电容检测方法在检测及时性和检测成本等方面的不足,基于传输线理论,提出了机车信号感应电压幅值包络(IVECS)仿真模型;在此基础上,分析了补偿电容故障对IVECS的影响规律,建立并验证了基于频率的IVECS等效回归模型;利用补偿电容故障位置前后IVECS的频率变化,提出了基于自适应最优核时-频分布的补偿电容故障诊断方法.该方法基于机车信号的实际数据,采用B样条离散二进小波对数据进行滤波降噪处理,并利用自适应最优核时-频分布提取处理结果的时-频信息,再通过检测时-频信息中频率的变化实现对故障电容的定位.经过对随机抽取的100段实际数据的测试,准确率约为92.58%,表明该方法能准确检测轨道电路发生故障的补偿电容位置.     

压电陶瓷驱动微小型机器人的运动分析与仿真

为满足桌面工厂对机器人在平面内大行程、高精度和全方位运动的要求,研制了一种压电陶瓷驱动的微小型机器人.该机器人采用stick-and-slip运动原理,通过压电陶瓷和电磁铁的配合动作,在铁磁性工作表面上实现了前进、后退、左转、右转和原地旋转运动.在假设平行配置的压电陶瓷驱动器在每一步的运动过程中保持平行基础上,分析了一步运动中机器人的4个支撑脚的坐标变化情况,进而推导出在该条件下反映机器人位姿变化的运动学差分模型.计算结果显示,机器人直线运动最大步长为0.042 0 mm,旋转运动最大偏转角度为0.185°/步.通过开环轨迹控制、点-点位姿控制和路径跟踪闭环控制实验,验证了机器人应用于桌面工厂时的可行性.     

铁路车辆比例仿真模型的设计和分析

介绍了铁路车辆比你仿真模型的结构、各种相关参数的选择以及实验轨道形状的确定，建立了该系统的数学模型并对系统的稳定性进行了分析。针对地在没有任何约束时所显示的不稳定运动，着重提出了用于稳定该模型轮对运动的十字链被动悬挂策略与３种主动悬挂策略及其特点，特别强调了主动悬挂最优控制策略的状态控制器及状态观测器的设计方法。     

电液伺服负载模拟器多余力补偿及控制策略

为了抑制多余力值,改善电液伺服系统加载精度与系统性能,在对正弦信号施力机构数学建模的基础上,提出了基于结构不变性原理的改进方案,利用驱动伺服机构位置反馈信号进行辨识,构造理想的速度补偿信号进行流量前馈补偿,抑制多余力,并利用最小二乘法在线辨识补偿信号修正相位有效地补偿了多余力.对正弦运动施力机构多余力的补偿提供了理论依据.     

用于转向架刚度测试的六自由度加载平台控制策略

为提升高速列车转向架测试设备的技术水平,提出了一种用于转向架悬挂刚度动态测试的六自由度加载平台.对此平台建立了的位姿解算模型,并确立了平台运动姿态与七台液压缸伸缩量的函数关系.通过对加载系统特点的分析,建立了基于RBF网络整定PID参数的多通道协同加载的控制策略,对每个单通道则采用了零相差前馈跟踪的控制策略.仿真结果证明,这种控制策略不仅对单缸的位移控制具有快速响应的特点,同时也能够对多通道加载实现快速跟踪,提高了六自由度加载平台的运动精度,可将该平台结构和控制策略应用于转向架悬挂定位刚度的动态测试当中.     

铁路轨道几何参数捷联惯性测量基准的建立

为建立高精度铁路轨道几何参数的测量基准,针对传统陀螺稳定平台的不足,研究了基于捷联惯性技术的轨道几何参数测量基准的建立方法.通过分析轨道超高的基本测量原理,指出高精度姿态矩阵的解算是基于捷联惯性技术建立轨道几何参数测量基准的关键.为此,根据刚体运动学理论,建立了列车运动姿态、位置和速度微分方程;采用基于旋转矢量和四元数的方法分析了姿态矩阵解算中姿态、位置和速度的计算问题;采用多子样算法对姿态计算中的“圆锥误差”、速度计算中的“划桨误差”进行了补偿.仿真结果表明,基于多子样算法的捷联惯性基准建立方法能有效减小惯性测量系统随时间累积的计算误差,显著提高系统的精度.     

基于多路地感线圈的交通流量检测系统研究

为提高基于地感线圈的交通流量检测系统的可靠性与准确性,利用多路地感线圈设计并实现一种能够检测逻辑复杂路况的交通流量检测系统。基于多路地感线圈的交通流量检测系统研究主要包括总体技术架构、硬件组成与软件设计流程。通过实地安装测试,结果表明:该系统能较精确地检测出逻辑复杂路况下小客车的运行方向以及交通流量等重要交通参数,检测准确率大于98%。该系统可应用于交通检测、路面监控、智能交通卡口系统以及停车场管理等领域。     

SMA-电机复合驱动仿生肘关节的控制策略与仿真

针对SMA-电机复合驱动仿生肘关节控制非线性、时变、温度滞后等特点,提出了一种双输入-四输出的模糊控制算法,建立模糊PID自适应控制模型,求解复合驱动仿生肘关节在阶跃响应及理论轨迹下的动作状态,得到了仿生肘关节旋转和俯仰运动的位姿、角速度跟踪图谱。实验证明:设计的双输入-四输出的模糊PID自适应控制算法具有超调量小、系统鲁棒性高、响应速度快的特点,可以实现SMA-电机复合驱动仿生肘关节的精准位姿控制。