Hardware-in-the-Loop Simulation System for Space Manipulator Docking: Model,Stability and Experimental Evaluation

A manipulator-type docking hardware-in-the-loop(HIL)simulation system is proposed in this paper,with further development of the space docking technology and corresponding requirements of the engineering project.First,the structure of the manipulator-type HIL simulation system is explained.The mass and the flexibility of the manipulator has an important influence on the stability of the HIL system,which is the premise of accurately simulating actual space docking.Thus,the docking HIL simulation models of rigid,flexible and flexible-light space manipulators are established.The characteristics of the three HIL systems are studied from three important aspects:the system parameter configuration relation,the system stability condition and the dynamics frequency simulation ability.The key conclusions obtained were that the system satisfies stability or reproduction accuracy.Meanwhile,the influence of different manipulators on the system stability is further analyzed.The accuracy of the calculated results is verified experimentally.

情报对抗中的认知塑造:实践运用与能力需求

[研究目的]探究情报对抗中认知塑造的基本原理,梳理总结情报对抗中认知塑造的实践运用策略与能力需求导向,以认知塑造的新视角拓宽情报理论研究的领域范畴。[研究方法]在认知战理论的基础上进一步提出认知塑造的全新概念,通过文献梳理与案例分析,深入研究情报对抗中认知塑造的基本概念和形成机理,进一步阐明其运作筹划的方法策略和能力需求。[研究结论]情报对抗中认知塑造的核心要义就是在对手情报机构或决策者认知观念中塑造形成错误知觉,诱使其对当前的情报态势做出不恰当的反应,具体的实践方法包括饱和攻击、思维误导、心理干预和舆论操控等手段,这些手段的运用又在情报投送、舆论宣传、隐真示假、科学评估等领域对未来情报能力建设提出了相应的能力需求。

重型锻造操作机的操作性能分析

锻造操作机与压机的协调作业可以实现大型锻件的加工制造,提高锻造系统的制造能力和材料利用率,降低系统的能耗。操作机的操作性能是锻造工艺轨迹的设计基础,也是操作机主运动机构的优化目标。根据锻造操作机的操作特点,归纳操作机的主要操作性能:运动灵巧性、动态灵巧性、力承载性能和末端刚度性能,并借鉴机器人学的运动可操作性、力可操作性和动态可操作性的研究成果引入相应的评价指标。通过对锻造工艺的分析和与传统工业机器人的对比,总结操作机的两大特殊的性能要求:对力承载性能的方向性要求和末端刚度性能的方向性要求,提出有效操作力指数和刚度方向指数。应用旋量理论计算操作机的雅可比矩阵,建立其动力学模型,对两种锻造操作机的各项性能做了全面对比,为操作机的设计与优化提供参考依据。

2UPR-SPR并联机构姿态能力分析

Exechon机床的并联模块为3自由度2UPR-SPR机构,是一种两转动一移动并联主轴头。将动平台输出轴设置为偏置形式,可提高姿态能力。采用0扭转角的倾摆—扭转角描述动平台姿态,建立机构位置反解数学模型。在此基础上,以局部传递指标(Local Transmission Index,LTI)为运动/力传递性能评价标准,分析机构优质传递姿态工作空间(Good Transmission Orientational Workspace,GTOW)和优质传递姿态能力(Good Transmission Orientational Capability,GTOC)。给出姿态能力分析实例,并绘制机构LTI,GTOW分布图和优质传递空间曲面。对比分析结果表明,偏置输出轴的GTOC优于正置情形,最佳偏置角对应的GTOC可达46°。

企业家经营能力评价的层次分析与模糊决策

在借鉴系统工程学中的层次分析与模糊决策理论的基础上,提出了企业家经营能力评价的层次分析模型与模糊决策方法。依据企业家经营能力评价的层次分析模型,可以计算出被评价企业家所具备的主要经营能力的各能力权重系数;依据模糊决策方法,可以测算出被评价企业家经营企业的能力指数,并通过与专家意见法所设定的经营能力指数的相互比较,来确定企业家目前所处的位置。

采用有限元法的一种超冗余操作臂承载能力的研究

针对如何确保关节型机器人操作臂承载能力的问题,以一种九自由度的操作臂为探讨对象,充分利用UGNX6.0软件的结构有限元模块,对其臂部连杆展开强度、刚度分析和模态分析等方面的研究。通过求解与分析,得到本冗余操作臂在载荷作用下的应力分布与位移变形的情形,以及前六阶的自振频率与振型。为后续物理样机的研制和改进提供一定的理论依据。

基于四元数的6-SPS并联机器人姿态奇异研究

基于四元数描述刚体的姿态,对6-SPS并联机器人姿态奇异做了研究,避免了欧拉角描述刚体姿态时的奇异性。推导出6-SPS并联机器人动平台处于给定位置时机构在三维空间中的姿态奇异轨迹解析表达式,并利用计算机给出其姿态奇异轨迹的三维可视化描述。得到在关于姿态参数的三维空间内的原点附近存在一个非奇异姿态空间,提出在此非奇异姿态空间内部寻找一个最小内切球,并以此球半径作为衡量机构在给定位置时的姿态能力的性能指标,最后研究了机构构形以及动平台位置对姿态能力的影响。

锻造操作机变工况分析与工况模拟装置设计

为了测试与标定大型锻造操作机的力承载能力与顺应能力,研制了一种力承载特性高的工况模拟装置来模拟工件对夹钳的作用力/位移即还原锻压工况,从而测试与标定装备.以DDS750锻造操作机为研究对象,分析了锻造顺应过程.顺应过程包括主动顺应与主被动顺应两阶段,期间存在机构的变拓扑.分析结果表明,被动柔顺避免了受力高峰的出现.针对工况提出了一种平面二自由度并联机构作为模拟装置,通过运动学分析得到了雅可比矩阵,分析了灵巧度、力承载特性、刚度特性,得出了最佳工作空间.最后给出了模拟装置的应用实例.

一种平面二自由度并联机器人承载能力分析（英文）

以一种可实现末端运动平台平动且具有较小运动惯量的平面二自由度并联机器人机构为研究对象,分析其承载能力性能。与传统的分析和优化设计方法不同,综合考虑机器人机构的几何尺寸和运动变量的变化范围,作为机器人机构的运动学参数,利用空间模型理论,建立了机器人机构的设计空间。在设计空间内计算机器人机构的承载能力性能指标并绘制了相应的承载能力性能图谱,并探讨了机构承载能力性能指标与运动学参数之间的关系。这些图谱为设计者评价该机器人机构的承载能力性能和选择优化的运动学参数提供了帮助。提出的新方法也为以移动副为驱动的平面并联机器人分析与优化设计提供了一种有效的新途径。

基于线索的顿悟问题解决:图式和表征操作的影响

对小学、初中、高中学生共270名被试在不同线索条件下解决顿悟问题T puzzle的表现进行研究,结果表明:(1)由于图式运用水平的发展,知觉定势在单一线索下对高二被试的限制作用更为明显,导致小学五年级和初中二年级被试的问题解决时间短于高中二年级;(2)由于表征操作能力发展水平的限制,增大需操作表征数目的线索不利于五年级被试的问题解决;较高的表征操作能力发展水平使得高二被试在多重线索下有更好的解决成绩;(3)与图式相关的线索并不能有效提高儿童解决顿悟问题的效率。

刍论治权能力

治权能力对共产党执政成效、执政地位和执政命运最具决定意义,是共产党执政能力的集中体现。提高党的执政能力、巩固党的执政地位、保持党的先进性必须提高党的治权能力。

基于Clamped B样条的空间非合作目标抓捕策略研究

空间机械臂技术是未来实施在轨服务与维护任务的关键技术之一.利用机械臂对空间非合作目标,特别是翻滚目标的抓捕仍然存在巨大的挑战.本文提出一种基于Clamped B样条的空间非合作目标抓捕策略方案.在对非合作目标与空间机械臂运动学与动力学分析的基础上,结合非合作目标被空间机械臂抓捕后的动静态对偶性分析,构建抓捕后的力可操作度椭球作为抓捕策略设计的优化指标.其次,考虑目标的运动预测和空间机械臂的抓捕能力图谱构建,确定空间机械臂应对目标的最优抓捕时机与抓捕终端状态.基于Clamped B样条对空间机械臂各关节轨迹进行时间归一化参数描述,并对抓捕过程中的机械臂关节角、速度、避撞、抓捕走廊等约束进行数学变换,最终将抓捕策略转换为多约束、多目标的非线性优化问题,利用自适应惯性权重的粒子群优化算法进行求解.将所设计的抓捕策略应用于空间七自由度运动学冗余机械臂,实现了对空间中翻滚目标的成功捕获,验证了所提抓捕策略的可行性与有效性.

基于四元数表示法的并联机构姿态奇异研究

基于单位四元数表示并联机构动平台的姿态,推导出当6/6-SPS型Stewart并联机构动平台处于固定位置时机构姿态奇异轨迹的解析表达式,并通过计算机仿真给出姿态奇异轨迹的三维可视化描述.还探讨了机构动平台的几何外形、动平台和定平台的外接圆半径比、动平台的位置对机构姿态能力的影响.对机构姿态能力的研究为Stewart并联机构的优化设计提供了理论依据.

一种可整周回转的新型3T1R并联机构运动学分析

具有3移动1转动（3T1R）4自由度并联机构在工业领域具有广泛的应用潜力。然而绝大多数现有的3T1R并联机构的动平台转动范围小于90°。提出一种具有整周回转能力的3T1R并联机构。该机构动、静平台通过两根相同的混联分支（PRR）2RH相连接。通过两个共轴、反向的等螺距螺旋副来实现动平台的整周回转能力。运用李群理论分析了机构的自由度。建立闭环约束方程对机构进行了位置正、反解计算。通过速度分析建立了雅可比矩阵,并在此基础上对机构进行了奇异分析,找到了所有的奇异位形。分析了机构的工作空间,以条件数作为性能指标,绘制了机构在工作空间内的性能分布图。研究结果为该机构后续的优化设计、动力学建模提供了理论基础。

空间机器人抓捕目标后的载荷分配

针对多臂空间机器人以软指接触形式抓捕目标后的情形,提出了一种综合考虑摩擦约束及机械臂能力约束的目标期望合外力的载荷分配方法。首先,建立空间机器人系统与目标的动力学方程,作为载荷分配问题的基础。然后,在地面机器人相关研究的基础上,建立机械臂末端与目标表面的软指接触模型,并建立二者之间的运动约束关系。为简化优化计算,将摩擦锥约束线性化,并建立考虑关节扭矩限制的机械臂能力约束,从而将抓捕力优化的非线性规划问题转化为线性规划问题。最后,采用双臂空间机器人模型进行数值仿真,表明所提方法针对目标各种形式运动进行载荷分配的有效性。