基于机械臂运动轨迹控制双生成对抗网络的设计

为了提高机械臂的运动准确性,以改善机械臂的工作效率,设计了一种用于机械臂运动轨迹控制的双生成对抗网络。首先,对机械臂的结构进行了分析,根据机械臂的结构特点建立了机械臂的坐标系,在该坐标系上,通过机械臂各关节点的变换矩阵,求取了机械臂的运动学方程;然后,将机械臂末端执行器的位置向量、关节速度等信息与编码器相结合,以获取双向生成性对抗网络,并在双向生成性对抗网络的基础上,设计了双生成对抗网络,以对机械臂的运动轨迹进行控制;最后,利用所提方法与干扰观测器方法对机械臂的运动轨迹进行控制测试。测试结果显示,所提方法的控制准确度比干扰观测器方法的控制准确度提高了40.13%,而且所提方法控制机械臂运动过程中,出现的波动也比干扰观测器方法的控制过程要小。说明所提方法不仅能较为准确地控制机械臂运动,而且控制过程较为平稳,有助于提高机械臂的工作效率。

井眼轨迹控制技术的应用

井眼轨迹控制技术是指通过合理设计和优化钻井参数,控制钻井过程中井眼轨迹的走向和角度,以提高钻井效率和工程质量的技术。详细介绍了井眼轨迹控制技术的基本原理,包括井眼轨迹建模方法、井眼轨迹优化算法和井眼轨迹实时控制方法。探讨了井眼轨迹控制技术在石油工程领域和地下水勘探领域的应用,分析了其在油气井钻井工艺和地下水井钻探工艺中的具体应用情况。

充填钻孔轨迹控制与套损实时监控技术研究

充填钻孔作为矿山尾砂充填系统的核心通道,一旦发生堵塞,恢复难度大、成本高。因此,如何延长充填孔使用寿命已成为制约矿山尾砂治理、推动绿色矿山建设的重要挑战。钻孔偏斜率是影响充填孔套管寿命的最关键因素。因此,开展了小顶角高垂直度孔轨迹随钻监控与微拐点导向技术研究,同时研发了基于光纤光栅应变传感器的套管损坏实时监测系统,为提高充填孔成孔效率与质量,实现孔内套管损前预警与治理,延长充填孔寿命提供了有益参考和借鉴。

基于改进滑模观测器的四旋翼无人机轨迹控制

针对四旋翼无人机在不确定干扰下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于改进滑模观测器的超螺旋控制策略。首先,对传统滑模观测器进行改进并提出快速三阶滑模观测器,该观测器对系统状态和未知干扰的估计更为准确和迅速;然后,在所提观测器的基础上,结合超螺旋理论和非奇异终端滑模理论,设计基于快速三阶滑模观测器的非奇异超螺旋终端滑模控制器,实现对轨迹的跟踪控制,并基于Lyapunov理论证明了控制器的稳定性;最后,通过仿真实验结果对比证明所提策略的响应速度更快、精度更高。

带电作业环境下双臂机器人机械臂运动轨迹控制

带电作业下静电会产生非正常吸引效应,导致机器人机械臂运动轨迹控制精度降低,为此提出了一种基于粒子群优化专家PID控制器的双臂机器人运动轨迹控制方法。首先构建了带电作业机械臂的动力学模型和机械臂的约束条件方程;然后根据实际值和期望值的误差,使用专家控制律确定了PID控制器的输出;最后利用粒子群算法优化PID控制器,建立了优化目标函数,实现了对双臂机器人机械臂运动轨迹的控制。实验结果表明,该方法能够提高轨迹控制的精度,并缩短轨迹控制时间,在实际工程中具有可行性和实用性。

先验性虚拟排斥力约束下带电作业机械臂轨迹控制

由于带电作业中的机械臂需避开电力设备和障碍物,使得后验性约束条件的稳定性较差,进而导致控制曲线误差较大。对此,提出虚拟排斥力约束下的带电作业机械臂运动控制方法。对带电机作业机械臂关节的功能和势能进行计算。使用人工势场法进行障碍物检测,并结合机械臂关节的功能和势能计算具有先验性属性的虚拟排斥力。基于虚拟排斥力对机械臂与障碍物之间距离设置相应的约束。基于设置的约束条件,采用CPG神经网络构建机械臂的运动控制模型。实验结果表明,所提方法的机械臂运动控制位置与目标位置几乎一致,完美贴合目标曲线,并且具有快速的响应能力。

水平井钻井施工过程轨迹控制技术研究

随着我国非常规油气勘探开发的不断深入,水平井钻井施工技术成为普遍的高效钻井开发方式。为了提高水平井钻井施工段轨迹控制质量和钻井速度,探讨了水平井钻井施工过程的轨迹控制技术,充分考虑井眼轨迹设计、地层因素、钻具组合、轨迹控制工艺等因素,结合玛湖砂砾油藏基本情况和特点,运用水平井钻井施工轨迹控制技术,降低施工难度,减少钻井施工井下复杂事故,达到提速增效的施工目标。

新型混合交通流场景下交叉口信号控制和轨迹控制协同优化方法

针对人类驾驶车辆(human driven vehicle,HDV)和智能网联车辆(connected and autonomous vehicle,CAV)组成的新型混合交通流场景,现有的交叉口协同控制方法中,集中控制和单车控制分别对中央控制器的算力和车载计算单元的算力要求较高。本文研究了1种将元胞传输模型(cell transmission model,CTM)与双层规划模型相结合的协同优化方法,利用可调整的元胞长度平衡求解信号控制与CAV轨迹优化2个问题所需的算力,从而灵活地根据中央控制器和车载计算单元的算力分配计算资源;通过上层模型预测交通流状态并优化信号控制参数,引入动态调整元胞长度规则,降低中央控制器的计算负担;基于上层的交通状态预测结果,利用下层模型对CAV轨迹进行全局规划,进一步提升交叉口通行效率。同时,为了提升解的最优性和求解的实时性,采用结合随机梯度下降法和遗传算法的迭代优化算法,避免陷入局部最优的同时提升求解效率。最后以无锡市先锋中路与春风南路交叉口数据为例,验证了不同CAV渗透率下优化的效果,结果表明:①相较于基准方案,本文提出的协同优化方案最高可以降低交叉口8.09%的车均行程时间,降低了交叉口拥堵向上游的传播;②当CAV渗透率为30%、60%和90%时,优化比例为2.51%、5.08%和7.88%;③在进口道流量大于3000 pcu/h时,仍能在100s内获得最优信号控制方案,可支持实时优化。该方法可以有效改善城市交通拥堵,提高新型混合交通流场景下交叉口的通行效率。

悬臂式掘进机截割轨迹控制联合仿真研究

为提高掘进机截割头轨迹跟踪控制精度及实现巷道断面自动截割成形,应用ADAMS和AMESim建立掘进机截割部机液联合仿真模型,进行悬臂水平和垂直摆动的运动学分析及逆运动学求解,提出根据截割头在机身坐标系中的坐标,经运动学逆解生成回转与升降液压缸的目标位移,再经回转与升降两个电液比例闭环控制系统实现对截割头运动轨迹控制的新方法。以矩形断面为例,提出了类S形截割路径规划,进行了截割头运动轨迹的跟踪控制仿真和给定断面参数的自动截割控制仿真。仿真结果表明:截割头轨迹跟踪控制仿真最大误差为3.52 mm,具有较高的控制精度。

中原油田第一口薄产层侧钻水平井轨迹控制技术

濮1-侧平239井是中原油田第一口筛管完井的139.7mm套管开窗侧钻水平井。结合该井的地质情况和井身质量要求,分析了井眼轨迹控制的难点,提出了控制方案,介绍了井眼轨迹控制的全过程。总结了薄产层侧钻水平井的经验教训,有一定的借鉴作用。

基于双插补轨迹控制的七关节机械臂避障

基于七关节机械臂的解析解,提出了一种新的机械臂轨迹控制算法,该算法基于双插补方法,其关键点在于利用机械臂腕部关节中心点的位置向量,通过推导这一向量在轨迹规划器TP中的插补运算方程,实现了机械臂运动轨迹的平滑规划.此外,该算法根据腕部中心点位置向量计算出第七关节的旋转角度,在每个插补周期内,算法计算得到的旋角值被添加到通过解析解计算出的逆解关节向量的第七关节角度值上,这实现了对机械臂关节轨迹的高精度控制.同时,通用的梯度投影法计算一组关节角度值作为解析解的备选解,实现了避免奇异点的影响的效果.这一方法的有效性在LinuxCNC实时控制平台和Matlab仿真平台上经过了充分实验验证,以机械臂的末端精度作为主要评估指标.研究结果表明,相较于传统的梯度投影法等算法,该算法在机械臂关节轨迹控制中具有显著的优势,特别是在提高末端精度和误差控制方面表现出明显优势.这一研究的成果为工业自动化领域提供了一种更可靠、高效的七关节机械臂轨迹控制方法,有望促进工业机械臂应用的进一步发展,为生产过程提供更高水平的精度和效率.

满深区块超深水平井轨迹控制与提速技术

满深区块是塔里木盆地腹部超深层油气勘探开发的重要区域之一,钻井中存在超长直井段复杂地层防斜提速、超深层“串珠状”油气藏定向钻井轨迹不易控制、深部地层岩性复杂坚硬定向效率低等技术难点,通过对满深区块复杂地质特征及已钻井情况调研分析,研究制定了超深水平井技术方案,成功用于跃满区块1口井深超8000m的超深水平井,轨迹控制与提速取得了较好效果,这对于满深区块超深水平井钻井技术应用具有很好的借鉴作用。

基于粒子群算法的机械平台自动升降轨迹控制方法

机械平台升降轨迹受到多个关节、连杆运动参量的影响,很难对其进行精准控制,因此提出基于粒子群算法的机械平台自动升降轨迹控制方法。分析机械平台结构与基本参数,构建机械平台升降轨迹模型,采用多项式插值方法插值处理机械平台升降轨迹,获得轨迹插值方程,确立升降轨迹控制函数。采用粒子群算法求解升降轨迹控制函数,算法输出结果即为升降轨迹最佳控制量,从而实现机械平台自动升降轨迹控制。实验结果表明,该方法获取最佳控制量迭代次数较少,升降轨迹控制效果较好,应用性能较佳。

克81井区水平井轨迹控制与提速技术

克81井区是玛湖油田开展风城组油藏水平井开发试验的区域之一,针对已钻井斜井段钻遇多套难钻复杂地层,存在定向钻井钻速低、趟钻进尺少、定向效率低等技术难点,研究分析该区域地质特征、钻井难点以及已钻井情况,结合平台长水平段水平井特点,提出了相应的技术对策,在4口平台水平井试验应用,取得了较好的提速效果,加快了克81井区风城组油藏的开发步伐,对于玛湖其它类似区域勘探开发钻井具有很好的借鉴意义。

一种基于视觉图像的工业机器人连续轨迹控制方法

工业机器人的连续轨迹控制一直是研究人员关注的重点,因为它直接影响到机器人的作业质量和效率。传统的控制方法虽然能够实现轨迹控制,但在适应外界环境干扰方面存在一定的局限性。为了解决这个问题,近年来出现了一些新的方法。其中,基于嵌入式ARM结构的工业机器人连续轨迹控制方法是一种比较常见的方法。嵌入式ARM结构的处理器具有较高的计算能力和实时性,能够实现对机器人轨迹的精确控制。这种方法通常会将传感器数据与控制算法结合起来,通过实时调整机器人的运动参数来实现精确的轨迹控制。然而,由于传感器数据的噪声和误差,以及控制算法的复杂性,该方法在某些情况下控制效果仍然不理想。

CLLC谐振变换器简化最优轨迹控制研究

针对双向CLLC谐振变换器电压输出的动态性能控制方法进行了研究,分析了CLLC谐振变换器的轨迹模型,并基于轨迹模型推导了CLLC谐振变换器的简化最优轨迹控制模型,进行了仿真验证。最后搭建试验平台,使用TSM320F28035芯片进行数字控制,将所提出的CLLC简化最优轨迹控制与线性补偿器进行性能比较,验证了其有效性。

矿用测风机器人机构设计与轨迹控制研究

为了保证矿井安全正常生产,矿井通风工作至关重要,而矿井风速测量决定了通风策略的制定是否精准及时。现有矿井风速测量工作主要依靠人工进行,劳动强度大,效率低,为了提高矿井测风的智能化水平,提出了一种伸缩式测风机器人,基于其测风轨迹需求,完成了机构设计和轨迹控制研究,并进行了虚拟样机建模与联合仿真。仿真结果表明,所设计的伸缩式测风机器人机构合理,轨迹控制算法有效,实现了测风轨迹的精确模拟。测风机器人整体结构紧凑,井下安装方便,可适应多种巷道尺寸,为智能化测风机器人领域提供了一种新的思路。

智能挖掘机工作装置轨迹控制研究

液压传动系统具有较大的承载能力,适用于需要高功率输出的工程机械,如挖掘机和装载机。通过液体介质传递力量,液压传动系统能够承受高压力,实现高效能量传递。特别是液压挖掘机,其强大的传动能力和灵活性在基础设施建设中被广泛采用。目前,随着智能化的发展,轨迹控制制约挖掘机智能化发展。本文旨在从动力学角度出发,优化挖掘机作业过程中的能量消耗,以减少液压冲击等不良影响。为此,选择了5次多项式作为目标轨迹,并对连续单动作和复合动作两种操作顺序进行数学建模。根据计算结果,复合动作具有更高的作业效率。这些研究成果将为智能化挖掘机的发展提供重要的理论基础和技术支持。未来,随着人工智能和自动化技术的不断进步,有理由相信工程机械将迎来更加智能化和高效的发展。

HeP1井复杂地层井眼轨迹控制技术

HeP1井位目的层为四川盆地川中古隆起东南斜坡合川-潼南地区GS16井南部、GS21井东北部花池沟东潜高圈闭灯影组顶构造高点。该地区地质条件复杂,可借鉴资料少,开发难度大,灯影组含“蚂蚁”构造带,稳定性差,易发生垮塌,地层压力窗口小,易漏,给钻井工程带来了许多潜在的风险。针对HeP1井地层压力压力体系复杂、造斜率不稳定、机械钻速低、地层垮塌引起井眼复杂等一系列问题,提出了相应的技术对策,运用定录导一体化,合理控制井身轨迹等手段,成功克服了各项难点,总结出了水平井地质导向提供了新的服务模式。

多自由度机械臂运动规划与轨迹控制技术研究

多自由度机械臂在工业生产中得到了广泛的应用,已经成为一种可以执行各种任务的机械装置。多自由度机械臂的发展与机器人自身的智能水平密切相关。如何使机器人在复杂环境下独立完成工作任务,成为该领域研究的核心问题之一。多自由度机械臂要求机器人具有精确稳定的轨迹控制能力,传统的人工设计控制算法往往难以应对复杂多变的环境和任务要求。如何实现多自由度机械臂运动时间最短,此外,保证运动过程中速度的平稳性已成为机器人运动学研究的关键内容。基于此,本文针对多自由度机械臂运动规划与轨迹控制技术进行详细探讨。