基于DCS-惯性权重组合的柔性机械臂运动轨迹控制系统研究

为了有效调控机械臂运动幅度,避免柔性机械臂实际运动轨迹与目标轨迹发生较大的偏差,设计一种基于分散控制系统(DCS)-惯性权重组合的柔性机械臂运动轨迹控制系统,它是一个集合了计算机、通信、显示和控制的计算机系统,该系统由过程控制和过程监控。通过DCS算法控制监测对象行为幅度并计算柔性机械臂惯性权重,利用DCS-惯性权重组合求解素数控制指标的具体数值,实现了对柔性机械臂运动轨迹控制系统的软件设计。实验结果表明,DCS-惯性权重组合算法作用下的机械臂末端坐标在横轴、纵轴、空间轴方向上的运动幅值均可以被控制在10个单位长度之内,并且在0.52 s内进入机械臂运动轨迹最佳控制状态,运动轨迹差值最大仅为0.01 rad,验证了该系统具备可行性和有效性。

光学感应式下颌运动轨迹描记所获参数准确性及可重复性的体外研究

目的通过体外实验,测量并比较不同设定角度、不同操作路径下前伸髁导斜度及切导斜度的差别,评价光学感应式下颌运动轨迹描记的参数结果准确性及可重复性。方法根据实际招募受试者口内光学扫描及上下颌牙列坐标数据文件,设计制作个性化测量模型及固定装置,3D打印加工并安装于全可调咬合架上。调节咬合架双侧前伸髁导斜度及前伸切导斜度,设10°至60°梯度变化共12组,使用咬合架设定参数模块完成下颌运动轨迹描记,并读取测量参数进行统计学分析。结果除前伸髁导斜度40°与60°组及前伸切导斜度10°组外,其余各组测量值与设定值均存在统计学差异,标准差范围0.300°~2.994°;不同铰链轴测定的操作路径所获得前伸髁导斜度数值不存在统计学差异。结论光学感应式下颌运动轨迹描记所获得的参数准确性及可重复性可满足临床应用需求,但其测量值仍与设定值存在一定差异。在保证测试装置稳定的前提下,针对同一对象进行多次不同测试时,是否进行重复轴定位对于测量结果不存在明显影响。

金鲳鱼白点病对其运动轨迹图像重叠的影响

【目的】探明不同密度条件下金鲳鱼白点病发生对其运动轨迹图像重叠的影响,为金鲳鱼的资源保护和深海智慧网箱养殖提供参考。【方法】以健康金鲳鱼和患白点病金鲳鱼为研究对象,采用对比分析法,研究健康和患白点病金鲳鱼的运动轨迹及轨迹图像重叠度变化。【结果】健康金鲳鱼多处于环游状态,运动轨迹为曲线,且随密度增加环游现象明显;患白点病金鲳鱼的环游状态较健康金鲳鱼低,且较长时间段喜停驻在观测水箱角落。健康金鲳鱼的运动轨迹图像重叠度在不同时间较为均匀,随密度增加而增加;患白点病金鲳鱼的运动轨迹图像重叠度不稳定,同组间易出现较大差异。健康金鲳鱼大多时间在中心和边缘区域来回游动,运动频率相对较高,在中心区域停留的时间短,往返频率随密度的增加而增加;患白点病金鲳鱼在中心区域停留的时间较短,进出中心区域的频率低。随试验时间推移,金鲳鱼在中心区域停留的时间延长,进出中心区域的次数减少。【结论】金鲳鱼患白点病后活力减弱,对其运动轨迹、轨迹图像重叠度及在中心区域停留时间均有影响。

篮球投篮机器人手臂运动轨迹优化方法研究

篮球投篮机器人是对投篮动作进行规划和控制的机械装置,而手臂是机器人投篮过程中的关键部位。在投篮过程中,机器人手臂易发生非可抗振动,影响机器人投篮轨迹的参数起伏较大。提出了一种篮球投篮机器人手臂运动轨迹优化控制方法。该方法建立了篮球投篮机器人手臂的运动模型和反馈模型,获取投篮机器人在运动过程中的相关数据。以此为依据采用五次多项式插值方法,结合粒子群优化算法和迭代方法,优化控制篮球投篮机器人手臂运动轨迹。实验结果表明,所提方法能够有效优化控制机器人手臂运动轨迹,在运动过程中保持轨迹的角位移、角速度、角加速度和振动响应起伏稳定。

轴对称矢量喷管运动学建模及运动轨迹分析

轴对称矢量喷管为复杂的空间多链路机构,是推力矢量技术的核心。为研究其运动规律,将空间机构位置分析法、解析几何法和环路矢量法相结合,建立了轴对称矢量喷管的空间运动学模型。利用数值仿真实现了其运动姿态的仿真,并通过与ADAMS仿真结果对比,验证了该模型的正确性,进而获得轴对称矢量喷管在不同驱动方式下的位姿以及喉口和喷口的面积变化规律。结果表明:喉口状态和喷管运动状态对喷管面积比均有影响,面积比随着A9作动筒的同步伸长呈明显单调递增状态;A9作动筒异步驱动时,喷管面积比变化较小,喷口矢量偏转角角速度与作动筒运动速度呈比例关系,截面形状由圆形逐渐变为空间上扭曲的椭圆形;拉杆尺寸对喷管机构的面积比变化范围有明显影响,拉杆每增大(或减小)1 mm,面积比变化区间整体上移(或下移)0.025。仿真结果有助于了解喷管的运动规律,可为喷管的参数化分析及优化设计提供理论依据。

基于逆向重建和运动轨迹偏移的视频重定向质量评价

随着视频重定向方法的日渐发展,对视频重定向质量客观评价算法的要求愈高。现存的视频重定向质量客观评价算法均以Scale Invariant Feature Transform flow(SIFT-flow)稠密匹配为基础。当原始帧与重定向帧尺寸不一致时,SIFT-flow稠密匹配会产生错误,客观评价算法性能下降。在匹配过程中,逆向重建网格存在未匹配区域。基于上述情况,提出一种基于逆向重建和运动轨迹偏移的视频重定向质量客观评价算法。该算法通过减小目标函数平滑项的权重和删除黑边减少了错误匹配的情况,并提出网格损失率(Grid Loss Ratio,GLR)衡量未匹配区域的空间失真,且使用网格运动轨迹偏移量减少对SIFT-flow稠密匹配的依赖。与Multimedia Lab(ML)主观数据库的肯德尔相关系数达到0.593,其标准差为0.295。与其他算法相比,该算法能更好地评估重定向过程的失真,更符合人们的主观评价结果。

基于关键点运动轨迹建模的步态识别

步态信息作为一个新兴的生物特征,在医疗、刑侦等方面具有广泛的应用前景.研究者已经提出了很多种步态识别方法,但普遍存在适应性不强、特征描述过于复杂或缺乏可解释性等问题.针对此问题,首先,通过改进三帧差分完成对视频图像中人体轮廓的提取;然后,基于人体轮廓图获取人体骨架模型,通过骨架模型得到所需的人体关键点位置,并对视频图像中同一关键点的位置轨迹进行曲线建模;最后依据关键点轨迹曲线模型建立一种以模型参数作为步态特征向量的步态特征描述方法,并在此基础上选取合适的分类方法进行步态识别.实验结果表明,基于关键点运动轨迹模型的步态特征表达能够很好地描述步态信息,识别率也相对较高.

机制砂风选中砂粒运动轨迹简化计算模型

随着我国建筑行业对机制砂的需求正在不断增长,以及机制砂行业的持续发展,对于提高砂石粒径级配的要求也在随之提高。机制砂在风选中的运动规律的研究,是机制砂风选设备结构设计与风速设计的基础,对提高风选分级效果具有重要的意义。该文以机制砂风选中砂石骨料运动规律为研究对象,通过理论分析对机制砂颗粒在风选中的运动轨迹进行研究,建立砂石颗粒风选运动数学模型,使用Matlab软件对该模型进行计算。结果表明,砂石颗粒粒径、气流速度、风口高度等因素明显影响最终的风选分级效果。

基于双目视觉的机器人机械臂运动轨迹自动化检测研究

研究基于双目视觉的机器人机械臂运动轨迹自动化检测方法,为其规划最佳运动轨迹。通过平行光轴理论建立立体视觉模型,提取机器人机械臂的抓取目标的颜色信息,经HSV阈值分割获取机器人机械臂的抓取目标的三维坐标,通过NURBS曲线检测机器人机械臂到抓取目标三维坐标的运动轨迹,并以机械臂工作时间、关节加速度、关节平均跃度最小为目标,结合关节的速度、加速度、角加速度运动约束,进行机器人机械臂轨迹优化,经遗传算法求解获取最佳机械臂运动轨迹优化结果。实验结果表明,该方法可实现目标物体的精准定位,为机器人机械臂规划最佳运动轨迹,提升机械臂运动效率和关节运动平滑性、降低关节能耗,完成抓取目标的精准抓取。

乒乓球运动轨迹的物理学原理分析及Matlab三维仿真模拟

基于动能定理、角动量定理、动量守恒定律等物理学原理,建立力学模型并结合实战对发球过程进行分析。然后,利用Matlab软件对分析出来的理论进行模拟,调节参数,描绘出不同参数的乒乓球发球轨迹图。通过Matlab模拟出来的图像,运动员可更直观地看到不同参数对乒乓球轨迹的影响,更直观地理解乒乓球的发球理论,以帮助其提高实战技术。

运动轨迹特征对紫外告警虚警分析

对来袭导弹进行提前预警是提升直升机的战场生存力的一种手段。紫外告警是目前主要采用的导弹逼近告警的技术体制。在近20年的紫外告警发展历程中,虚警问题仍然是紫外告警设备面临的最重要问题。紫外告警设备在城镇地区中低空飞行时,会由于持续受到地面电焊弧光的干扰而引发少量虚警。本文提出一种导弹逼近运动轨迹特征判别法,对导弹尾后、迎头、侧向、攻击场景进行仿真,通过仿真得出,不同的导弹发射侧向攻击角、高低角以及导弹发射距离,载机飞行姿态等都对导弹与地面干扰源运动轨迹的区分产生影响。该方法的意义在于会增加多数情况下目标告警的置信度。

基于步态触觉信息的运动轨迹图像分割方法

人体在运动过程中,由于运动幅度和速度并没有遵循特定的规律,无法提取出运动轨迹的实际特征。为此,提出了一种基于步态触觉信息的运动轨迹图像分割方法,利用人体足跟与地面接触的脚印信息,获取步态触觉信息,通过轮廓检测函数计算图像轮廓的内外平均灰度值,利用形状特征因子,确定图像区域,提取出运动轨迹图像的初始轮廓。将图像的像素梯度作为一个二维向量,计算像素点梯度的灰度值,通过差分处理得到运动轨迹图像在灰度等级区间内的直方图,在离散形式下,增强运动轨迹图像轮廓。将增强处理之后的图像轮廓作为分割边界,确定前景区域和背景区域,实现运动轨迹图像的分割。实验结果表明,该方法能够根据人体运动过程中的步态触觉信息,分割运动轨迹图像,并将分割均匀度提高到80%以上。

基于改进RBF神经网络的机械臂运动轨迹跟踪控制方法

机械臂运动轨迹跟踪控制在工业自动化领域具有重要应用价值。为了提高机械臂运动轨迹跟踪的精度和稳定性,提出了一种基于改进径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的控制方法。在改进的RBF神经网络中,引入了自适应学习率和动态节点数量调整机制,以增强网络的适应能力和泛化能力。此外,针对机械臂运动控制中的非线性特性,提出了基于误差反向传播算法的网络训练方法,以优化网络权重。最后结合实际应用案例对相关方法进行解析。

老河口市红层边坡崩塌危岩体运动轨迹及冲击能量分析

本文以汉丹铁路沿线切坡形成的陡崖边坡为研究对象,分析危岩段的边坡特征,对危岩体特征进行分类,运用Rockfall软件模拟滚石崩落轨迹,综合预测滚石冲击能量,对老河口地区及同类型红层边坡变形破坏的防治具有指导意义及参考价值。研究表明:区内多数落石的最大水平运动距离在15m左右,最远运动距离接近32m,沿线危岩体直接威胁平台处的汉丹铁路和下方居民建筑安全,不威胁S302省道及省道过往行人和车辆;建议加强沿线专业监测,局部辅以喷浆防护。

斗轮堆取料机回转部件重心运动轨迹检测方法和应用

为了解决斗轮堆取料机在频繁俯仰重心变化过程中回转轴承下座圈承受较大轴向力倾覆力矩导致座圈焊缝开裂的问题,采用轮压检测间接推算重心坐标的方法对斗轮堆取料机回转部件重心运动轨迹进行检测。通过对臂架在不同的回转、俯仰角度空载车轮轮压进行检测,推算回转部分在空载工况下臂架下俯、上仰极限位置的重心位置。结合实际作业时可能存在的承载载荷,推算臂架在下俯、上仰状态下回转重心偏离回转中心的最大距离,并判断其是否在安全范围内。利用推算出来的坐标绘制出相应的斗轮堆取料机回转部件重心运动轨迹,提出增加配重的解决方案并验证,结果表明回转轴承下座圈受力情况有效改善,从根本上解决焊缝开裂问题。

碳化硅陶瓷超声振动运动轨迹以及磨削力建模

为了研究在磨削过程中超声振动对于加工的影响,现对单颗磨粒运动轨迹进行了数学理论模型以及仿真,并且在单颗粒运动学仿真的基础上,建立了超声振动磨削碳化硅的力学模型,结果表明:随着超声振动的加入,单位时间内磨粒运动轨迹长度也随之增加;在所选工艺参数范围内,高砂轮转速以及高超声振动频率能有效降低磨削力,小进给速度和小磨削切深度也能有效降低磨削力,加入了超声振动之后,磨削力下降幅度最高达到21.1%。

基于运动轨迹和径向距离的高炉料面堆积形状建模方法

高炉料面形貌是反映煤气流分布和煤气利用率的关键指标,研究高炉料面炉料堆积形状数学建模方法对实现高炉精准布料控制和“双碳”战略在钢铁行业落地具有重要意义.针对高炉多环布料情况下料面堆积形状预测难的问题,本文提出了一种基于炉料运动轨迹和径向移动距离的高炉料面炉料堆积形状建模方法.首先,提出了一种与炉料初始状态和溜槽状态相关的炉料运动轨迹建模方法,获取炉料从节流阀至料面的炉料运动轨迹,并确定炉料在炉喉空区的内轨迹曲线和外轨迹曲线.然后,基于炉料运动轨迹和初始料面形状,以体积守恒原则为约束,提出了一种基于炉料径向移动距离的高炉料面炉料堆积形状数学建模方法,获取炉料在料面的堆积形状.最后,基于某钢铁厂2#高炉的尺寸建立离散单元法(Discrete element method,DEM)仿真模型,模型仿真结果验证了所提方法的准确性和有效性.

基于插值拟合的数控车床刀具运动轨迹智能补偿控制

研究基于插值拟合的数控车床刀具运动轨迹智能补偿控制,优化曲面加工中的刀具运动轨迹,提升数控车床加工效果。提取数控车床刀具运动轨迹中反曲点、曲率极值点、弓高特征点的主特征点;将该主特征点作为刀具运动轨迹拟合控制点,通过Bezier曲线插值拟合生成刀具运动轨迹;将插值拟合后的刀具运动轨迹通过刀位点误差与弓高特征点误差进行补偿控制,不断更新刀具运动轨迹节点数量,并利用Bezier曲线重新拟合运动轨迹节点,补偿刀具运动轨迹,使刀具运动轨迹误差处于标准误差范围内,完成数控车床刀具运动轨迹智能补偿控制。实验表明:该方法可精准提取刀具运动轨迹中的主特征点;可通过调整拟合曲线松紧程度参数,控制刀具左右移动;且该方法拟合精度高,刀具运动轨迹误差小。

下颌运动轨迹描计法确定无牙颌颌位关系的准确性评价

目的:采用咀嚼肌表面肌电检测及颞下颌关节磁共振扫描评价下颌运动轨迹描计法确定无牙颌颌位关系的准确性。方法:随机选择8例牙列缺失患者,分别采用下颌运动轨迹描计法和传统颌位记录法确定上下颌位关系,然后制作相应[牙合]托。进行闭口位左右侧颞肌前束及咬肌表面肌电测试及颞下颌关节磁共振扫描,记录峰值电位,计算不对称指数,分析关节盘与髁突的位置关系,测量TMJ关节间隙,并进行比较。采用SPSS 18.0软件包对数据进行统计学分析。结果:下颌运动轨迹描计组与传统颌位记录组间左右颞肌前束及咬肌峰值电位无显著差异(P>0.05),2组间总体不对称指数、咬肌不对称指数及颞肌不对称指数无显著差异(P>0.05),左右侧颞下颌关节前、上、后间隙无显著差异(P>0.05);颞下颌关节盘-突关系正常,符合正常生理位置关系。结论:下颌运动轨迹描计法能准确记录无牙颌患者的颌位关系。

绳牵引并联机构末端执行器运动轨迹精度评价方法

面向高动态运动目标模拟需求,设计一种平面4绳牵引2自由度并联机构,研究其末端执行器轨迹精度评价方法。基于末端执行器直线、抛物线和圆运动轨迹离散点测量数据,提出基于最小二乘法的轨迹误差计算方法,完成了末端执行器运动轨迹精度评价。研究结果表明:末端执行器直线运动轨迹误差为1.54%,抛物线运动轨迹误差为1.23%,圆运动轨迹误差为2.26%。