跟踪力和识别系统确保良好的质量和维护

中国已经加入世贸组织,这表明中国企业将面临来自世界工业的更大的挑战和竞争。然而技术和质量永远是成功的关键,而跟踪和识别系统是贯穿整个工业过程,确保成功的方法。

磁流变阻尼器建模及阻尼力跟踪控制试验研究

为了提升磁流变阻尼器阻尼力跟踪控制的精度,采用向量加权平均算法和贝叶斯非线性回归网络分别建立阻尼器的正向和逆向动力学模型;构建前馈逆模型与模糊控制反馈相结合的复合控制策略来实现半主动阻尼力跟踪控制。开展试验比较逆模型前馈控制与复合控制策略的跟踪效果以及复合控制策略在各个频率段的跟踪适用性。结果表明,复合控制策略能够达到较好的跟踪效果且比前馈逆模型控制策略的跟踪精度提高了6.4%;复合控制策略在0~7 Hz的频率段逼近精度基本在95%以上;在7~10 Hz,也能达到85%以上的逼近精度,验证了力跟踪控制算法的有效性。

机械臂力/位跟踪的无源自抗扰控制器设计

为了提高全方位移动机械臂的力/位跟踪控制精度,设计了无源自抗扰控制器。介绍了全方位移动机械臂工作原理,基于拉格朗日方程建立了移动机械臂系统的动力学方程。根据严格无源系统定义,证明了全方位移动机械臂系统的无源特性。以自抗扰控制为基础,通过定义新变量对扩展状态观测器进行改进;针对机械臂系统的无源特性,设计了无源自抗扰控制器。在扰动工况下进行仿真验证,改进扩展状态观测器的扰动估计误差远小于传统扩展状态观测器,且估计速度快于传统扩展状态观测器;无源自抗扰控制器的跟踪累计绝对误差远小于传统自抗扰控制,说明无源自抗扰控制的控制精度高于传统自抗扰控制。仿真结果证明了无源自抗扰控制在全方位移动机械臂控制中的高精度和优越性。

基于阻抗控制的自适应力跟踪方法

本文针对阻抗控制不能精确控制力的缺陷，提出了一种自适应的力跟踪策略．它根据力误差在线修正参考位置，使机械手的实际接触力跟踪期望力．这种方法对补偿误差、干扰和环境知识等不确定因素具有鲁棒性，而且计算量小，符合实时控制的要求．实验研究证明了该方法的有效性．

基于模糊自适应阻抗控制的机器人接触力跟踪

为实现高空幕墙安装机器人末端接触力控制,基于自适应控制理论,针对简化的高空幕墙安装机器人动力学模型,提出一种自适应阻抗控制方法,该方法可以使机器人末端接触力准确跟踪期望力.为改进系统实时性效果,在此基础上应用模糊控制理论,对阻抗控制器中的阻尼参数B进行实时调整,阐述了调整参数B的方法:当接触力与期望力偏差较大,阻尼参数B应选择较小值,以便系统能够快速接近期望力;当偏差较小或在平衡位置振荡,应取较大的阻尼参数B,有利于系统快速稳定.仿真结果表明,基于模糊自适应阻抗控制算法不仅能够准确控制机器人末端接触力,且可减小系统超调量,改善实时性和减小振荡,既保留了自适应算法的优点,又提高了系统控制品质.在相同参数条件下,与自适应阻抗控制算法相比,模糊自适应阻抗控制算法使机器人末端接触力峰值减小6.25%,振荡次数减少33.33%,跟踪速度加快约36.36%,提高了幕墙安装机器人的施工效率和安全性.

电动静液压作动器主动悬架力跟踪控制研究

建立了1/4主动悬架和EHA主动悬架系统的数学模型,分析了EHA作动器中的无刷直流电机对该系统的影响。提出了一种基于主环LQG理想力控制器和内环电机电流控制器组成的力跟踪控制策略,设计了EHA主动悬架硬件控制器,并进行了仿真和台架试验。结果表明,力跟踪控制能够使电机输出的实际主动力接近理想主动力,改善了EHA主动悬架的动态特性,验证了所设计的控制策略和硬件控制器的可行性。

基于复合粒子群自适应液压伺服系统力跟踪控制与试验

为提高液压伺服系统力跟踪控制性能,针对不同环境模型及变期望力条件下,液压伺服系统末端位置力跟踪存在稳态误差及动态特性差问题,提出一种复合粒子群自适应阻抗控制策略。在建立液压伺服系统数学模型和阻抗模型基础上,根据环境刚度及力偏差,采用模糊算法确定阻抗参数范围,结合莱维飞行粒子群快速通过局部与全局搜索确定不同环境刚度下的阻抗参数,采用三次样条插值拟合阻抗参数随环境刚度变化方程;分析末端位置力跟踪稳态误差原因及并建立数学模型,根据末端位置力及当前末端位置,利用自适应算法估计环境刚度与环境位置,对期望位置补偿并选择阻抗参数。通过Matlab-Adams虚拟样机仿真,验证复合粒子群自适应阻抗算法对液压伺服系统力跟踪有效性。二连杆串联机构台架试验结果表明,采用复合粒子群自适应阻抗策略液压伺服系统力跟踪控制,末端位置稳态误差范围0~1,在期望力发生变化时,力跟踪动态性能良好。研究为液压伺服驱动足式农业移动平台及大型农业采摘机械臂末端位置力控制设计提供参考。

位置扰动型施力系统力跟踪性能的研究

对位置扰动型电液伺服施力系统的特点进行了分析,为提高系统的力跟踪性能,找出了提高跟踪性能的关键因素。仿真结果表明,采用前馈校正策略,减少多余力,控制稳态误差可以实现力跟踪精度性能的要求,为构建实时系统提供了数据参数和控制策略的依据。

自传感磁流变阻尼器实时阻尼力跟踪控制

为了提高自传感磁流变阻尼器(SMRD)的控制性能,提出考虑SMRD逆向动力学的线性二次高斯(LQG)同位控制策略(i-LQG).采用贝叶斯非线性自回归(NARX)网络方法建立SMRD以控制导向的正向和逆向动力学模型,融入LQG控制回路补偿SMRD的滞回非线性,实现半主动阻尼力跟踪控制.开展试验比较i-LQG控制和基于Heaviside阶跃函数的LQG控制(H-LQG)下SMRD对控制力实时跟踪效果.结果表明,i-LQG控制下输出电压连续变化,改善了SMRD阻尼力实时跟踪性能,误差相比H-LQG控制减小50%;i-LQG控制下的结构系统阻尼比相比于H-LQG控制时提高11%,验证采用i-LQG控制策略可达到更高效的半主动结构控制性能.

基于Adams Matlab半主动悬架系统力跟踪控制联合仿真

应用Adams创建汽车1/4悬架模型,通过Matlab/Simulink搭建控制框图,实现车辆的半主动和被动控制。其中半主动控制策略由内环和外环2个部分实现,外环控制由模糊控制率实现,根据悬架模型反馈的状态变量输出目标控制力;内环体现MR阻尼器的动力学特性,对外环产生的目标控制力进行跟踪,建立了MR阻尼的力简化模型,并用PID控制算法控制跟踪误差。

汽车动力总成主动悬置系统力跟踪控制研究

以提高汽车动力总成主动悬置系统隔振性能为目的,对其悬置部分和作动器控制电路分别设计控制器进行力跟踪控制研究。主动悬置系统控制结构由外环悬置控制器和内环作动器电路控制器两部分组成,外环悬置控制器根据汽车工况和行驶路况计算最优控制力,内环电路控制器反映作动器动态特性,并对外环悬置控制器产生的最优控制力进行跟踪。结果表明:相比于被动悬置,采用内外双环控制的主动悬置系统能够有效改善动力总成NVH性能,并且内环电路控制器能够较好跟踪外环悬置控制计算的最优控制力。

《护理人员执行力跟踪表》在护理管理中的应用

目的:探讨《护理人员执行力跟踪表》在护理管理中的应用效果。方法:设计《护理人员执行力跟踪表》,并对该表实施前后的护理质量进行对比分析。结果:该表实施后基础护理、病房管理、护理文书、三基考核、健康教育、患者满意度等护理质量指标均高于实施前(P<0.05)。结论:应用《护理人员执行力跟踪表》效果较好,提高了护理质量,可在临床推广使用。

基于预测控制的微创血管手术导管机器人系统力跟踪

在微创血管介入手术中,采用三维超声跟踪导管末端力和位姿,来辅助医生完成插管动作。手术要求对导管末端力高精度跟踪,防止用力过度造成血管穿孔,大量流血。但力跟踪过程中数据采集、传输和计算固有的时间延迟易使仪器与血管碰撞,存在血管损伤等潜在的危险。为了解决上述问题,本文采用预测控制对导管机器人系统进行力跟踪,利用心脏运动模型来预测心脏路径,从而弥补延迟时间,提高力跟踪精度。仿真结果表明,所提出方法在微创手术中具有可行性与实用性。

主动悬架系统建模及力跟踪控制

以提高平顺性为目的,对主动悬架系统建模及力跟踪控制进行研究.主动悬架控制结构由外环及内环两部分组成:外环根据车辆模型状态量及路面扰动情况计算最优控制力,内环体现系统作动器动力学特性,并对外环产生的最优控制力进行跟踪.针对内环系统特点,建立油气主动悬架作动器线性化模型并运用PI控制算法控制跟踪误差;外环系统采用LQG控制输出最优控制力.仿真结果表明,与被动悬架相比,采用力跟踪方式的主动悬架系统能够有效改善车辆平顺性,并能够较好跟踪外环控制产生的最优控制力.

船舶舵机负载模拟系统位置与力跟踪控制特性研究

舵机装置是用来改变船舶航行方向的执行机构,为了测试其操作性能和可靠性,缩短研制周期,节约研制成本,需要对舵机装置的工作载荷进行模拟,从而满足舵机装置的性能测试需求。舵机负载模拟系统是一种半实物仿真系统,主要用来对舵机装置进行负载模拟加载,模拟船舶在实际航行过程中舵机装置所受到的水动力载荷。建立舵机负载模拟系统的数学模型与AMESim仿真模型,重点研究加载系统的力跟踪闭环控制特性。

基于位置控制的工业机器人力跟踪刚度控制

随着机器人技术的发展,要求机器人能够完成更加复杂的任务,如工业机器人的打磨、精密装配、人机协作等,因此机器人与环境交互的能力起着越来越重要的作用。但当前的柔顺控制方法存在局限性,无法像人类一样,时刻对外界环境的作用力具有很强的适应能力(阻抗性能),并且能够随时对外界环境施加所需要的力(力的跟踪性能)。为了解决该问题,提出一种新的力跟踪刚度控制方法,能够让机器人同时具有阻抗性能和力的跟踪性能。该控制系统结构简单,实用性较强。控制系统的建立是基于位置控制的工业机器人模型,并进行了仿真,仿真结果表明,机器人不仅具有刚度控制的特点,对外界约束环境有顺从性,同时能够对期望力很好地进行跟踪。

机械臂力跟踪阻抗和避碰控制仿真研究

为解决机械臂在阻抗控制方向上的作用力不稳定和位置控制方向上的安全避碰问题,该文提出了阻抗控制方向上的力跟踪控制以及位置控制方向上的避碰控制方法。首先建立机械臂运动学动力学模型,其次构建环境模型和设计以操作空间线性解耦位置控制为内环的阻抗控制器,然后基于作用力误差实时调整参考轨迹的方式,构建力跟踪阻抗控制器并分析其稳定条件,最后依据作用合力为撤退方向和作用力阈值为触发条件来设计直线运动避碰控制器。Matlab-Adams联合仿真结果表明了力跟踪阻抗控制和避碰控制的有效性。

基于阻抗模型的不确定环境下微纳操作力跟踪控制策略研究

微机电系统在生物医学领域具有巨大的应用潜力,以压电陶瓷为基础设计的压电驱动系统在微纳操作高精度控制领域发挥着重要作用。在各领域的实际应用中,微操系统与环境的交互一直是研究的热门方向。由于微尺度下跟踪力误差相比宏观尺度下更不可忽略,因此微操作臂与环境接触力的精准控制是提高微操作准确度的关键。为此本文提出一种力跟踪阻抗控制策略,能够在操作过程中实现对接触力的精确跟踪。考虑到阻抗模型对环境参数要求较高,本文提出了扩展卡尔曼滤波器对外部环境参数进行在线估计的方法。实验结果表明,所提控制方法能够成功实现微操作臂-环境交互模型的力跟踪控制并且有良好的跟踪精度,力跟踪平均绝对误差为7.82 mN,均方根误差为10.16 mN,因此该方法对不确定性环境下接触力的精确跟踪具有可行性。

基于法向恒力跟踪的船板打磨轨迹在线调整方法

机器人对船板零件自由边进行打磨时,初始打磨轨迹基于船板零件的三维几何模型生成。由于该三维几何模型与实际的船板零件存在一定偏差且船板刚性较大,文章设计了基于法向恒力跟踪控制的机器人打磨轨迹在线动态调整方法以保证自由边打磨质量。通过力位感知技术实时采集机器人打磨工具与待打磨船板零件之间的接触力信息;基于重力补偿与法向力分解算法,建立法向恒力跟踪下基于位置的阻抗控制模型以实时修整机器人的打磨轨迹,使其实时跟踪待打磨零件自由边。仿真结果表明:该方法可以很好地实现打磨轨迹的在线动态调整,使得调整后的打磨轨迹能够满足要求,保证船板零件自由边的打磨质量。

机械臂接触力跟踪自适应变导纳控制方法

目的:针对机械臂接触力跟踪时环境参数未知及动态变化而带来的力跟踪误差问题,基于导纳控制方法,提出一种自适应变导纳控制方法。方法:根据导纳控制基础模型,分析环境参数对接触力稳态误差和系统动态性能的影响;采用基于环境参数估计的自适应参考轨迹方法以减小接触力的稳态误差;设计基于接触力误差、力误差累计量、力误差率的自适应变导纳系数方法以提高系统的动态性能。结果:由接触力跟踪实验结果可知,自适应变导纳控制的接触力误差范围在±2 N之内,与导纳控制相比较,接触力稳态误差降低约11.2%。结论:该方法的接触力稳态误差、震荡均较小,有助于提高机械臂在未知环境中接触力的跟踪效果。