高尔夫球杆发展演变研究

收集国内外关于高尔夫球杆发展演变的文献资料,进行归纳与整理,为中国高尔夫球友了解高尔夫球杆的发展演变和性能提供参考,同时能帮助球友配备适合自己的球杆,提高其高尔夫球技,激励甚至促进高尔夫运动在我国快速发展。

用自由移动的刚性球杆校准多摄像机内外参数

针对用于大空间运动分析的运动参数光电探测系统中多台高速摄像机的内外参数校准需求,制作了一种两端及中间各安装一个红外反光标志球且两端球距为已知(精确校准)的刚性球杆。将这种特制的刚性球杆在测量空间内多次随意移动,并用多台前端装有红外发光板和滤光片的高速摄像机摄取其图像,即可实现焦距不同的多台摄像机的内外参数校准。假定主点位于像面中心附近的某个位置,通过Hartley改进8点法求出基本矩阵,利用极点和外极线约束线性地求出各台摄像机的焦距。接着,求出本质矩阵,对其进行奇异值分解后得到旋转矩阵和比例因子意义下的平移向量。利用三角法确定刚性球杆两端点的重建坐标和距离,与标准距离对比确定比例因子。最后,通过评价函数将摄像机校准转换成寻找摄像机最佳主点配对的非线性最小化问题,运用改进的模拟退火进化策略迭代求解出最佳主点配对,继而求解出摄像机的其它内外参数。标定实验表明,焦距和主点求解精度达到了0.1pixel。对比测量实验表明,对长为750.607mm的刚性杆进行长度测量,标准差达到了0.046mm。与传统方法相比,本方法扩展到了多台摄像机应用场合并允许摄像机焦距各不相同,不需要对球杆的运动做任何限制,能够同时求解出摄像机内外参数,而改进的模拟退火进化策略改善了算法收敛速度和全局收敛性能。

基于NI cRIO的球杆系统测控平台

设计了基于NI嵌入式可重配置输入输出自动化控制器实现的球杆系统测控平台,介绍了硬件配置及模块功能。直流伺服电机的电枢电流测量、转子角位移测量和球的直线位置测量都是在FPGA上实现的,由硬件保证了短的测量周期;相应的电流控制环、转角位置环及球的位置环PID控制器也是在FPGA上实现的。给出FPGA的程序体系结构及转角测量的LabVIEW程序。说明了由嵌入式控制器cR IO 9014实现的主要功能和程序流程,给出PC机监控界面。该系统不只实现了球杆系统的快速控制,还提供了测试平台以进一步研究系统的非线性特性。

菌群失调患儿腹泻标本细菌学及pH值和球杆比变化的临床意义

目的：探讨小儿肠道菌群失调患者新鲜腹泻标本细菌学、pH值和细菌球杆比的变化，寻求肠道菌群失调的快速诊断方法。方法：2004年1月～2005年12月我院门诊及住院患儿因菌群失调（细菌学培养证实）致腹泻共118例为研究对象，对照组为同期保健科健康体检的小儿共80例。均采集新鲜粪便（10min内）进行细菌学普通培养、pH值检测及涂片做革兰染色镜检计数标本中球菌、杆菌比例。结果：①118例菌群失调患儿腹泻标本细菌学普通培养大肠埃希菌消失或减少42例（35．6％），肠道条件致病菌优势生长49例（41．5％），真菌27例（22．9％）。②肠道菌群失调患儿粪便pH值分布在6—8之间，pH值≥7者92例（78．0％）；对照组粪便pH值分布在5—6．5之间，pH值≤5．5者68例（85．0％），≥7者无1例，两组标本pH值统计学比较，差异有显著性（r=116．52，P〈0．005）。③标本涂片镜检细菌球杆比，菌群失调组为3／7～8／2，球菌≥40％者106例（89．8％）；对照组标本细菌球杆比1／9—3／7，球菌≥40％者无1例，两组标本细菌球杆比统计学比较，差异有显著性（x^2=154．68，P〈0．005）。结论：腹泻患儿新鲜粪便细菌学、pH值和细菌球杆比的变化有助于肠道菌群失调的诊断，以pH值≥7、细菌球杆比大于4／6为标准诊断肠道菌群失调简单、快速、准确、价廉，适合基层医院实验室推广使用。

球杆碰撞问题的数值分析和实验研究

报道一种球杆低速碰撞问题的理论与实验研究结果 .通过球杆碰撞实验 ,验证了Hertz接触理论 ,并表明低速碰撞问题的分析的确可以转化为常规的振动响应问题的分析 .因此 ,利用MSC NASTRAN及其特殊数据卡就可计算此类问题 .计算结果与实验数据吻合很好 .另外 ,通过这个比较基本的实验 ,澄清了用激光测振仪测量撞击的一些技术问题 ,从而为以后更复杂的结构撞击实验提供了经验和技术 .

全球运动装备技术专利竞争情报分析:以高尔夫球杆技术专利为例

高尔夫是一项正在蓬勃兴起的大众体育运动,同时已成为下届奥运会的正式比赛项目。借助竞争情报分析中的专利分析法,从高尔夫球杆器材入手,探寻该领域器材装备的技术发展趋势。结果显示:美国、日本通过近40年的发展,培养出一批技术密集型球杆企业,在专利的时空发展特征上占据显著优势。这些企业的专利战略显示出从欧洲、大洋洲向亚洲转移的趋势,中国成为除美国和日本以外最受关注的专利申请地;美国企业注重集团内部合作,日本企业更注重大企业间的合作,中国台湾地区企业多与日本企业有合作关系;日本企业重视杆头和非金属长柄专利申请,美国企业除杆头外,还重视杆头杆身接合部位和可调节杆头的专利申请;卡拉威等企业拥有大量核心专利,是品牌持续发展的基础;木杆中空结构发明是球杆技术的重中之重,除此以外,杆头击球面、杆身和配重等众多研究领域较为分散。我国近几年涌现出若干重视专利保护的企业,但由于起步晚,以及国外专利保护网的侵入使得技术发展非常缓慢。面对行业转型发展的迫切需求,行业协会和政府部门应鼓励和引导企业转型,加大技术扶持力度,同时借鉴和学习韩国、中国台湾企业的一些发展经验。自有品牌的技术发展将为我国高尔夫运动未来发展提供坚实的基础。

基于MATLAB环境下球杆系统PID控制器设计

在机械控制系统中,不稳定系统的控制问题是公认的控制难点,由于不稳定控制系统具有一定的危险性,常给研究带来了不小麻烦。为此,对球杆系统做了介绍,设计了PID控制器,并应用MATLAB编程求出满足指标的参数值集合,缩短了参数的调试时间,验证了PID控制器设计及编程方法的正确性。

基于神经网络补偿控制的PID双闭环球杆位置控制

针对球杆系统的位置控制难题,利用ADAMS软件建立球杆系统的三维虚拟样机模型,由此确定球杆系统的动力学模型,提出一种基于神经网络补偿控制的PID双闭环球杆位置控制方案,基于ADAMS/Controls与Matlab/Simulink进行了球杆位置控制的联合仿真。仿真结果表明:位置定值控制与方波信号跟踪控制时,PID双闭环-神经网络补偿控制较PID双闭环控制的稳态精度分别由0.06 m、0.08 m提高到0.002 m、0.003 m,正弦信号跟踪时,跟踪误差由0.15 m减小到0.05 m,PID双闭环-神经网络补偿控制具有更好的动态性能和较高的稳态控制精度。

模糊控制方法在球杆系统中的应用

该文在MATLAB软件Simulink环境下建立了球杆的仿真模型和实时控制模型,并设计了双环模糊控制器。应用控制软件Wincon对系统进行了实时的控制,取得了较好效果。

基于前馈神经网络控制的球杆系统位置控制

针对现有球杆系统位置控制精度不高的问题,提出了一种基于前馈神经网络控制的球杆位置控制新方法,该方法控制结构由前馈神经网络控制器、PID控制器以及神经网络辨识器组成。实时控制时首先由神经网络辨识器建立球杆系统的动态逆模型,其更新后的网络参数动态复制给前馈神经网络控制器,再经前馈神经网络控制器运算输出控制量,与PID控制输出叠加后对球杆系统实施控制。以固高GBB1004球杆系统为被控对象进行实验研究。实验结果表明:在反复调整PID控制参数使小球位置控制系统稳定且控制效果较好的前提下,前馈神经网络控制能够进一步提高系统的控制精度,具有更好的动态性能和较高的稳态控制精度。

三维激光球杆测量装置及其应用

研制了一种三维激光球杆装置 ,能方便地测量机床主轴或刀具的空间运动位置 .介绍了装置的组成、误差分析和精度校正过程 .该装置用于并联机床主轴空间运动位置的测量 ,实验和测量结果表明具有较高的测量精度和广泛的应用前景 .

基于最小二乘法的球杆系统输入输出建模研究

球杆系统常用于检验控制策略和控制理论的效果,如何整定优化球杆系统的控制参数具有重要意义。应用MATLAB软件进行仿真实验,对系统输入的控制参数P、D与系统输出的稳定时间、超调量之间的映射关系进行采样,并应用最小二乘算法进行拟合,进而建立基于数据驱动的球杆系统控制输入与输出的数学模型。经过验证表明建模精度较高,为控制参数优化设计提供了模型支持。

基于RBF神经网络控制的球杆系统位置控制实验研究

针对在球杆系统位置控制实验中PID控制精度不高及BP神经网络控制训练时间较长的问题,提出一种基于含有低通滤波器的RBF神经网络动态补偿PID控制的新的控制方法,该控制系统由RBF神经网络控制器及PID控制器组成。为提高参数辨识速度以及避免局部最小值问题,采用梯度下降法更新隐含层参数,采用带有遗忘因子的最小二乘法调整输出层权值。实验结果表明,该控制方法具有比PID控制更高的精度,具有比BP神经网络更快的学习速度,低通滤波器保证了控制系统的辨识精度和稳定的控制输出,具有良好的控制效果及动静态特性。

球杆系统自适应遗传PID控制

遗传算法全局寻优参数,但训练时间较长; PID控制算法简单,却难以控制非线性复杂过程。将自适应遗传算法和PID相结合,可有效地改善控制效果。通过建立球杆系统机械部分模型、角度模型和电机模型,得到整个球杆系统的数学模型;设计基于遗传算法的自适应PID控制器,通过在线整定控制器参数,提高球杆系统的控制性能。仿真实验结果证明了该算法的控制效果良好,适应能力较强,具有算法简单、参数整定容易等优点。

球杆系统的数字滤波与控制

球杆实验系统是自动化专业开设"自动控制理论"和"运动控制"实验课程的新型实验设备,结构设计巧妙、原理表达直观。但是,由于系统中位置测量传感器的干扰大、准确性差,使得实验过程的不确定性增强,同一实验多次重复的一致性差。为了解决该问题,分析了均值滤波、低通滤波、中值滤波三种数字滤波方法,设计了相应的滤波器,并通过对球杆系统的闭环控制实验测试验证了三种滤波方法能有效地提高小球位置测量信号的准确性,从而提高了闭环系统的控制性能,为球杆系统的进一步优化控制研究提供了保证。

卡尔曼滤波器在球杆系统噪声抑制中的应用

建立球杆系统模型并分析系统中噪声,采用卡尔曼滤波器来克服球杆系统中的测量噪声和控制噪声对控制性能的影响,并在MATLAB环境下进行对比仿真实验,验证了滤波器对噪声的有效抑制作用.

球杆控制实验系统的设计与实现

设计了一种基于STM32单片机的球杆控制系统,该系统通过数字摄像头OV7725获得小球的位置,从而实现球杆控制。系统硬件部分主要包括处理器STM32F103VET6单片机、执行机构直流减速电动机、检测装置OV7725数字摄像头和自制的碳纤管导轨。软件程序主要实现电动机的控制和处理数字图像获得小球位置,实现对小球的控制。实验结果表明,该系统完成了对小球位置的准确检测,收获了很好的控制效果。

基于遗传算法的球杆系统最优控制器的设计

球杆系统是一个具备典型非线性不稳定系统动态特性的实验平台。通过理论分析，建立了球杆系统的全量模型，并对该模型进行合理简化，推导出了系统的线性模型；针对球杆系统的线性模型设计了最优控制器。并采用遗传算法对控制器参数进行优化。通过仿真，验证了采用该方案设计的控制系统能够达到了理想的控制效果。

基于CAN总线的球杆系统的控制系统设计

为改善球杆系统的扩展性,实现以1台计算机控制多台球杆系统的控制效果,该文设计了1套基于CAN总线的控制系统。控制系统的硬件包括上位机控制模块、小球位置信号采集模块以及驱动电路模块等3个模块,这3个模块可以连接CAN总线的节点;软件部分分为信息采集、电路驱动和PID控制。只需在CAN总线增加小球位置信号采集模块和驱动电路模块的节点,就能够实现以一控多的控制效果。

提高高尔夫球球头和球杆性能的途径

我国目前在高尔夫球产品生产方面 ,已经打入国际市场 ,为了巩固和扩大市场 ,增强竞争力 ,就应注重不断研究能提高高尔夫球产品性能的途径。本文主要从球头、球杆材料选择方面进行了论述 ,详细分析了几种材料的性能和将其作为球头。