自由漂浮空间机器人路径优化的Legendre伪谱法

基于Legendre伪谱法研究自由漂浮空间机器人非完整路径规划的最优控制问题.自由漂浮是空间机器人执行任务常用的工作模式,其路径优化是空间机器人完成复杂空间任务的基础.由于空间机器人不具有固定基座,机械臂和载体之间存在非完整约束,使得自由漂浮空间机器人路径规划完全不同于地面机器人而变得具有挑战性.本文提出自由漂浮空间机器人路径规划的最优控制伪谱方法.首先,利用多体动力学理论建立自由漂浮空间机器人动力学模型,给定系统的初始和目标位形,选取机械臂关节耗散能最小为性能指标,并考虑实际控制输入受限,建立其路径规划的Bolza问题.然后,应用Legendre伪谱法,将状态和控制变量在Legendre--Gauss--Lobatto(LGL)点上离散,并构造Lagrange插值多项式逼近系统状态和控制变量,将连续路径优化问题离散化为非线性规划问题求解.最后通过数值仿真表明,应用Legendre伪谱法求解自由漂浮空间机器人非完整路径规划问题,得到的机械臂和载体最优运动轨迹,较好地满足各种约束条件,且计算精度高、速度快,并具有良好的实时性.

基于Legendre伪谱法的空间机器人姿态运动的最优控制

采用Legendre伪谱法研究自由漂浮双臂空间机器人姿态运动最优控制问题。首先,根据系统动量矩守恒关系,对自由漂浮并带有双臂的平面型空间机器人建立动力学模型,并以系统关节的耗散能为性能指标,给出其最优控制问题描述。然后,利用Legendre伪谱法以多项式参数化近似状态变量与控制变量,微分方程用正交多项式近似,从而将连续最优控制问题转化为一组非线性规划问题求解。为解决空间机器人姿态规划问题提供了一种有效方法。最后,对自由漂浮双臂空间机器人姿态控制进行数值仿真,仿真结果表明Legendre伪谱法对解决该姿态运动最优控制问题的有效性。

并联电抗器合闸过程分析及影响研究

并联干式电抗负载合闸时对比单独电抗负载合闸暂态变化不一,导致为单独干式电抗负载选配的限流熔断器不能在并联干式电抗负载回路中正常提供限流保护。针对该现象,使用ETAP软件搭建了仿真模型,对电路暂态变化进行了仿真研究。

基于Gauss伪谱法的移动机器人非完整运动规划

针对轮式移动机器人中存在的非完整约束导致的系统控制及规划难度较高的问题,采用Gauss伪谱法求解最优控制的数值计算问题。通过建立移动机器人系统模型,确定系统约束及性能指标函数,将状态变量和控制变量在一系列Gauss点上离散,并以这些离散点为节点构造拉格朗日插值多项式来逼近状态变量和控制变量,对于性能指标中的积分项由Gauss积分计算,把非完整运动规划问题转化为一组有约束的非线性规划求解问题。通过建立最优控制输入和控制力矩关系,得到轮式机器人的最优控制力矩,数值仿真验证了方法的有效性。

基于LabVIEW和PXIe的动态信号同步采集系统设计

结合虚拟仪器、网络技术的发展和数据采集系统的需求,介绍了基于LabVIEW和PXIe组建96通道同步数据采集系统的设计方法。重点阐述了多通道数据同步采集的解决方案,以及大数据量实时网络传输的解决方案。从测试系统架构到测试系统应用软件的设计,完整地论述了基于LabVIEW和PXIe的动态信号同步采集系统的实现,解决了大部分基于虚拟仪器数据采集系统和大数据量实时网络传输系统的工程设计问题,可应用于其他类似的动态信号采集系统与处理系统中,具有很好的应用价值。

基于不同方式的接地效果影响分析

阐述以一起接地故障引起的通信故障为例,检查接地系统状态,分析其原因,处理并反馈结果,直至问题解决。同时,对不同情况下电力及通信系统的接地方式进行测试,分析不同接地方式的特性。