基于无模型自适应控制的半潜式平台运动性能研究

南海海域油气资源极其丰富,半潜式平台在该海域工作时常常面临着系泊失效这一重大危险情况。该研究以一艘装配有悬链式系泊系统和DP-3动力定位系统的半潜式平台为研究对象,利用AQWA软件开展系泊失效前后半潜式平台运动性能研究。同时,借助于AQWA软件二次开发功能,将无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论,以研究半潜式平台系泊失效后运动性能恢复。数值仿真模拟结果表明,采用无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论的半潜式平台能很好地恢复系泊失效后的运动性能,有效地减小系泊失效带来的危害;基于偏格式动态线性化和全格式动态线性化的无模型自适应控制比基于紧格式动态线性化的无模型自适应控制能让半潜式平台更快地恢复运动性能。

基于改进无模型自适应控制的漂浮式海上风机转矩-变桨协调控制策略研究

针对漂浮式海上风机建模困难、频繁变桨造成的严重疲劳损伤等问题,提出一种基于改进无模型自适应控制的转矩-变桨协调控制策略。该策略不依赖漂浮式海上风机的数学模型,通过集成迭代学习控制策略改进无模型自适应控制方法,设计发电机电磁转矩和桨距角作为控制变量的多输入多输出控制器进行协调控制,允许非零度桨距角下风机用做动能缓冲,在平滑输出功率的同时减少变桨动作量。为证明所提出控制策略的有效性,在多种风场景下,与增益调度PI控制等方法进行了对比实验。结果表明:所提出的控制策略使漂浮式海上风机在满足发电功率平稳性的同时减缓了漂浮平台的俯仰运动,可有效降低漂浮式海上风机的疲劳载荷。

体操游戏干预促进幼儿自我控制和运动协调能力的实验研究

目的:检验体操游戏干预对幼儿自我控制、运动协调的影响。方法:以杭州市某幼儿园两个园区的114名3~5岁幼儿为实验对象(其中实验组58人),采用准实验不等同比较组前后测设计,对实验组进行为期10周、每周2次、每次20~30 min的体操游戏干预,同时对照组进行户外身体活动,干预前后测量幼儿的认知自控、行为自控和运动协调能力。结果:2(时间)×2(实验处理)重复测量方差分析显示,认知自控的交互作用显著(F=6.72,P<0.05,η_(p)^(2)=0.064),行为自控的变化不具有统计学意义(F=0.15,P>0.05,η_(p)^(2)=0.002);精细动作、运动协调总分的交互作用非常显著(F_(精细动作)=12.48,P<0.001,η_(p)^(2)=0.11;F_(运动协调总分)=10.76,P<0.001,η_(p)^(2)=0.099),定位和抓取的交互作用显著(F=5.93,P<0.05,η_(p)^(2)=0.057),动静态平衡的变化不具有统计学意义(F=1.10,P>0.05,η_(p)^(2)=0.011)。结论:体操游戏干预能够促进幼儿认知自我控制和运动协调能力及精细动作、手眼协调能力的发展。

船舶类量化神经网络自适应运动控制方法研究

研究船舶类航向自适应运动控制方法有助于加快解决船舶在海上通讯带宽受限情况下航向跟踪检测困难和控制效果差的问题。基于RBF神经网络,采用一种经典非线性运动解析模型来描述通信信号输入量化过程,无限逼近于航向控制系统中的未知非线性项来消除隐性不确定项因子对控制系统的影响,与此同时模型中所设计的RBF自适应量化控制器不需要对先验信息进行量化参数处理,不仅可以保证有效跟踪和控制的同时,还可以减轻通信的传输负担、减少执行频次和降低系统控制幅度。本文基于Lyapunov稳定性理论证明了所提出的带有输入量化的RBF神经网络自适应闭环控制系统的稳定性,并在Matlab Simulink环境中构建仿真模型分析,论证了所设计的运动控制方法的有效性。

漂浮基空间机器人协调运动的自适应控制与鲁棒控制

讨论了载体姿态受控、位置不受控制的漂浮基空间机器人协调运动的控制问题。借助于虚拟扩展系统的控制输入与输出 ,克服了漂浮基空间机器人系统控制方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点 ,保持了控制方程关于惯性参数的线性函数关系。以此为基础 ,针对末端抓手所持载荷参数是未知及不确定的两种情况 ,分别设计了载体姿态及末端抓手惯性空间轨迹协调运动的自适应控制方案与鲁棒控制方案。

空间机器人姿态与末端抓手协调运动的鲁棒自适应控制

本文讨论了载体姿态受控、位置不受控制的漂浮基空间机器人协调运动的控制问题。借助于虚拟扩展系统的输入与输出,得到了一组关于惯性参数呈线性函数关系的系统控制方程。以此为基础,针对空间机器人系统中不确定参数与未知参数并存的复杂情况,设计了载体姿态与末端抓手惯性空间轨迹协调运动的鲁棒自适应控制方案。利用两杆空间机器人系统进行了系统仿真运算,仿真结果证实了上述控制方案的有效性。由于对系统待估计参数作了分类,并充分利用系统信息对系统不确定参数采用保持鲁棒性而不是在线估计的方法,提到的控制方案具有计算量小的优点,有助于缓解机载计算机运算能力有限的矛盾。

带滑移铰空间机械臂协调运动的复合自适应控制

讨论了载体位置不受控制的带滑移铰空间机械臂载体姿态与末端抓手协调运动的控制问题。结合系统动量守恒关系进行的系统运动学、动力学分析表明 ,系统协调运动的广义Jacobi矩阵及系统动力学方程可以表示为一组惯性参数的线性函数。以此为基础 ,对于系统中存在未知惯性参数的情况 ,设计了载体姿态与末端抓手惯性空间期望轨迹协调运动的自适应控制方案。仿真运算证实了方法的有效性。

双臂空间机器人姿态与关节协调运动的自适应控制、鲁棒控制

讨论了载体位置不受控制情况下的双臂空间机器人姿态和关节协调运动的自适应与鲁棒控制问题。利用拉格朗日方法导出了双臂空间机器人欠驱动形式的系统动力学方程;在该方程的基础上,基于增广变量法(恰当地扩展系统的控制输入和输出),成功地克服了完全能控形式的空间机器人系统动力学方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点;针对双臂空间机器人两末端抓手所持载荷参数未知与不确定两种情况,分别设计了载体姿态与机械臂各关节协调运动的自适应控制和鲁棒控制方案。系统数值仿真表明,两种控制方案均可有效消除空间机器人系统惯性参数未知和不确定的影响,控制双臂空间机器人的载体姿态与机械臂各关节准确地完成期望的运动。

双臂空间机器人姿态、关节协调运动基于RBF神经网络的自适应控制算法

讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,双臂空间机器人姿态、关节协调运动的控制问题.由Lagrange第二类方法及系统动量守恒关系,建立了漂浮基双臂空间机器人的系统动力学方程.以此为基础,借助于RBF神经网络技术、GL矩阵及其乘积算子定义,对双臂空间机器人系统进行了神经网络系统建模;之后针对双臂空间机器人所有惯性参数均未知的情况,设计了双臂空间机器人载体姿态与机械臂各关节协调运动基于RBF神经网络的自适应控制算法.提出的控制算法不要求系统动力学方程具有惯常的关于惯性参数的线性性质,且无需预知系统惯性参数的任何信息,也无需对神经网络进行离线训练、学习,因此更适于实时应用.一个平面漂浮基双臂空间机器人系统的数值仿真,证实了该控制算法的有效性.

漂浮基柔性空间机械臂协调运动的非线性鲁棒自适应控制

针对具有外部扰动与参数不确定或未知的情况,讨论漂浮基柔性空间机械臂系统的协调控制与柔性振动抑制问题。基于假设模态法对柔性臂杆进行近似描述,并利用第二类拉格朗日方程与系统动量守恒关系,推导带外部扰动的漂浮基柔性空间机械臂系统的动力学方程。以此为基础,提出漂浮基柔性空间机械臂系统协调运动的非线性鲁棒控制与非线性鲁棒自适应控制方案。此两种控制方案均可克服外部扰动对系统的影响,控制漂浮基柔性空间机械臂系统载体姿态与机械臂各关节铰完成期望的协调运动,同时有效地抑制了臂杆的柔性振动。除此之外,非线性鲁棒自适应控制方案还可以解决系统惯性参数不确定或未知的问题。系统数值仿真结果证实了所提控制方案的有效性和可行性。

空间机械臂本体与末端抓手协调运动的自适应控制方法

讨论了载体位置不受控制的漂浮基空间机械臂本体与末端抓手协调运动的自适应控制问题 .对系统的运动学、动力学分析表明 ,结合系统动量守恒关系得到的系统动力学方程及协调运动的增广广义Jacobi矩阵可以表示为适当选择的组合惯性参数的线性函数 .以此为基础 ,对于系统存在未知参数的情况 ,设计了本体姿态与机械臂末端抓手惯性空间轨迹协调运动的自适应控制方案 .上述控制方案的显著优点在于 :不需要测量、反馈飞行器本体的位置、移动速度及移动加速度 .仿真运算 。

五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术

高精尖领域对精密小零件的加工精度要求越来越高,五轴并联机床作为主要机械加工设备,严格控制机床刀具的运动位姿对于保证成品零件的加工精度具有极其重要的作用。在此背景下,研究一种五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术。在五轴并联机床前方布置两个CCD摄像头作为视觉系统,拍摄关于刀具末端的左右两张图像;在图像预处理、特征点提取与匹配等环节的基础上,求解位姿参数,包括位置三维坐标以及3个姿态数据。以刀具末端运动实际位姿为输入,利用神经网络获取与刀具末端紧密相连的五轴关节角度补偿量。利用PID控制器,通过补偿量计算位姿控制量不断纠正位姿误差,靠近理想位姿。结果表明:应用所提控制方法,与理想位姿之间的平均误差均更小,且平均误差的波动最小,三维位置坐标波动仅在-0.02~0.015、-0.01~0.02、-0.02~0.02 mm之间;横滚角、俯仰角以及方位角波动仅在-0.02°~0.03°、-0.01°~0.04°、-0.02°~0.01°之间,由此说明所提控制方法的精度更高,控制稳定性更高。

试析高校体育教学和运动训练的协调发展

随着我国教育改革的深入推进,高等教育事业取得了显著进步。在此背景下,高校体育运动日益受到重视,其在学校教育活动中的地位不断强化。目前,越来越多的高校开始关注体育运动,并将其视为教育的重要组成部分。文章首先分析了高校体育教学和运动训练协调发展常见问题,相应提出了围绕体育知识贯彻协调发展理念、增进师资力量建设、丰富体育教学内容一系列解决策略,有望提高高校体育教育的整体质量,为培养更多优秀的体育人才奠定基础,为我国体育事业的繁荣做出贡献。

液压机械臂驱动关节的非线性摩擦力自适应补偿控制

液压机械臂在重载任务中至关重要,但在精细化作业中却普遍存在“力量够大、精细不足”的问题。无论采用全自主还是半自主的作业方式,精密运动控制都是实现精细作业的首要基础。液压机械臂多采用液压缸直动推动关节转动的非线性驱动关节构型,摩擦分别来自液压缸和转动轴,但现研究大多忽略直动摩擦而仅考虑转动摩擦,因而运动控制中的摩擦补偿不到位。建立了面向模型补偿控制的液压机械臂非线性驱动关节动力学模型,全面考虑液压缸和转动轴的摩擦特性,进而提出摩擦补偿控制方法。结合基于最小二乘的在线参数自适应律,设计了直接/间接自适应鲁棒控制器。最后开展多组仿真对比,验证所提控制方法对液压机械臂驱动关节控制精度的提升效果。

双机器人不同约束下的协调运动轨迹规划方法的研究

随着工业机器人在各行各业的广泛使用,单个机器人已不能满足大规模工件的搬运、复杂焊接和孔轴组装等要求。在双机器人的研究中,最重要的问题就是如何保证双机器人间的运动满足时间和空间约束,也就是双机器人的多重运动协调。文章用两台机械臂协同搬运和协同写字的实例分别分析了紧约束和松约束下的协同运动,对其运动学协调关系进行分析,通过工件或主体运动轨迹研究机器人约束关系,构建两双机协同体系;在Matlab中进行稳定性验证,并对所提出的理论进行可靠性验证。

基于模糊推理和自适应控制的协调控制系统设计新方法及其应用

将模糊推理、解耦控制和自适应自整定技术结合起来 ,提出了单元机组协调控制系统设计的新方法。在某电厂30 0MW机组实际应用的结果表明 ,采用该方法设计的协调控制系统与常规方法设计的系统相比 。

基于参考模型的珩磨机往复运动自适应控制仿真

针对传统的珩磨机主轴往复换向不能满足主轴往复运动高速度、高加速度及高换向精度的要求,根据珩磨机珩磨头往复运动机构的特点,建立高速数控珩磨机往复运动数学模型及其参考模型系统,应用Simulink工具对控制系统进行仿真分析.仿真结果表明,采用参考模型自适应控制方法能够使珩磨头往复运动过程与参考模型一致,同时超调量也有所减小,能够很好地满足系统的性能指标,并具有一定的抗干扰能力.

基于模型参考自适应控制的力协调加载系统

本文针对力协调加载系统的特点，提出了模型参考自适应控制系统的设计方法，并阐述了系统结构及工作原理、软件设计及控制算法。为提高加载系统控制精度和加载速度，在系统结构设计过程中，分别设计了应变放大器和双恒流源等电路，并采用了智能接口和双机通讯技术；软件设计具有模块化、结构化等特点。加载试验证明了控制方法的可行性。

仿人形机器人运动的自适应控制

用Danevit-Hartenberg坐标变换法推导了仿人机器人的动力学与运动学方程,建立了仿人机器人的广义雅可比矩阵.设计了自适应控制器,以保证该仿人机器人系统的渐近稳定.给出了该机器人在做高难度舞蹈动作时各关节的运动轨迹以及仿真截图.结果验证了该方法的可行性和有效性.

大型异形环件径-轴向轧制芯辊运动自适应控制

为了快速设计出适用于大型异形环件轧制的芯辊进给策略,基于环件外径匀速增长原则开发了一种芯辊运动的自适应控制算法,并引入了轧制缺陷的反馈机制以确保轧制稳定性。基于Abaqus平台,利用VUAMP子程序实现了该算法在环件轧制有限元模拟中的应用。利用该算法计算了异形环件在3种不同外径增速下的成形,分析了3种方案下的芯辊速度、圆度误差以及实际环件外径增速。结果表明,方案2即环件外径增速设计值为3.5 mm·s;时,轧制过程的稳定性最高。依据方案2完成了实际异形环件轧制生产实验,实验环件成形良好,外径变化与计算值吻合较好。