冗余移动机械臂运动学分析及轨迹规划

针对冗余移动机械臂的轨迹规划问题,提出一种基于多项式插值法同时结合分段规划思想的方法。将机械臂与移动平台视为一个整体系统并进行运动学分析,建立运动学模型,推导了通用形式的几何雅可比矩阵及其伪逆;在轨迹规划过程中,以轨迹运行时间、移动机械臂末端移动的空间距离为优化目标,同时考虑各关节速度及加速度的约束,采用遗传算法对冗余移动机械臂的轨迹进行了优化。仿真实验结果表明,优化后运动的轨迹平滑,移动平台与机械臂各关节位移及速度曲线连续且平稳,验证了方法的可行性与有效性。

基于GWO-ELM算法与模糊控制的无标定视觉伺服研究

针对传统基于图像的视觉伺服系统运行速度慢,图像雅可比矩阵的求解受标定精度影响的问题,提出一种基于灰狼算法优化极限学习机(GWO-ELM)与模糊控制相结合的视觉伺服控制方法。该方法利用灰狼算法(GWO)优化ELM模型初始权重增加模型稳定性,估计图像雅可比矩阵伪逆预测机械臂末端运动速度,之后引入模糊控制(Fuzzy Control)设计视觉伺服控制器构建无标定视觉伺服控制系统,并进行上机实验。实验结果表明,Fuzzy Control-GWO-ELM-IBVS的运行效率相对于GWO-ELM-IBVS得到了提升,定位误差能控制在规定阈值,验证了提出的无标定视觉伺服控制系统的有效性。

有源电力滤波器补偿的PI解耦控制技术研究

电网中电压和电流波形的失真会产生谐波,导致电网功率因数降低,并影响电力系统的稳定性和可靠性。为了确保电力系统的正常工作,研究了基于有源电力滤波器补偿的比例积分(PI)解耦控制技术。设计了基于二极管钳位式的有源电力滤波器模型。结合基尔霍博电压法,降低控制谐波和解除部分变量耦合。针对设备非线性产生的谐波,分析有源电力滤波器的可逆性,获得输入雅可比矩阵,以实现滤波器旋转坐标的线性化。利用变换矩阵转换转动角速向量,输入谐波的幅度,输出电流取样延迟,完成无差PI解耦控制。试验结果表明,所提技术能够有效解耦滤波器的谐波电流成分,从而补偿电网中的失真电流。该技术可以减少谐波对电力系统的整体影响,保证设备的正常运行。

并联式六维加速度感知机构动力学模型的失效情况研究

以三种典型的并联式六维加速度感知机构为例,剖析动力学模型失效时的情况,并揭示失效机理。首先,通过计算机构雅可比矩阵的秩,挖掘动力学方程失效的第1种原因——奇异位形。其次,通过分析机构的工作频带,挖掘动力学方程失效的第2种原因——基频共振。然后,通过分析机构支链出现故障时的输入输出关系,挖掘动力学方程失效的第3种原因——支链故障。最后,开展了虚拟样机实验。研究表明,六维加速度感知机构在实际工作时,应避开以上3种情况。

一类周期伪Jacobi矩阵的逆特征值问题

该文考虑了一类周期伪Jacobi矩阵的逆特征值问题,该矩阵依赖于一个符号算子,该符号算子分量的变化将会对整个矩阵的谱造成很大的扰动.于是根据该矩阵特征方程根的分布情况来讨论其特征值的分布.当该符号算子中最后一个分量发生变化时,给出了其逆特征值问题可解的充要条件和具体的构造过程.最后,通过数值算例验证了所给算法的有效性和可行性.

多体卫星变构关节设计与运动学分析

为解决多体卫星模块间连接强度低、变构过程复杂、需要外力辅助等问题,设计了一种非偏置式三自由度变构关节,可实现多体卫星模块间的可靠连接与稳定精确的相对运动。采用MDH法建立了正运动学模型并推导正运动学方程,并与偏置式变构关节在姿态可操作度与工作空间上进行了对比分析,结果表明在未降低姿态灵活性的前提下实现了工作空间封闭。在Adams中对变构过程进行了运动仿真,变构过程中末端模块的位移与速度曲线平滑无突变,验证了多体卫星结构设计的合理性与正运动学方程的正确性,结果符合预期的设计目标,为未来多体卫星的运动控制与变构规划奠定了基础。

多端柔性直流系统中配电电压下垂自动化控制系统

针对多端柔性直流系统安全稳定运行的问题,提出一种通过电压下垂控制结合潮流最优模型的控制方式。通过电压下垂控制进行交流侧有功功率的计算,以解决换流器产生的损耗与有功功率之间的耦合。经过分析验证,该方法能够提高电压下垂控制下潮流最优系统的适用性、有效性以及准确性。

力矩分配法两种平衡方法的一致性证明

同时节点平衡法和先后节点平衡法是力矩分配法的两种节点弯矩平衡方法,基于矩阵位移法的节点弯矩平衡方程组构建了这两种平衡方法的加权转角迭代式,结合两种平衡方法的求解过程,证明了:(1)两种平衡方法求解的方程组与节点弯矩平衡方程组相同;(2)同时节点平衡法和先后节点平衡法分别采用增量雅可比迭代法和增量高斯-赛德尔迭代法求解节点弯矩平衡方程组,增量雅可比迭代法、增量高斯-赛德尔迭代法分别与雅可比迭代法、高斯-赛德尔迭代法是一致的;(3)两种平衡方法计算的杆端弯矩与转角位移方程计算的杆端弯矩相同。分析结果表明,力矩分配法求解的变量是加权节点转角,权值为杆件在该节点的转动刚度之和,符号相反;加权节点转角大小等于迭代的节点不平衡弯矩之和。

严格对角占优L-矩阵的预条件Jacobi迭代法

讨论了一种预条件Jacobi迭代法,理论上证明了系数矩阵为严格对角占优L-矩阵时,所给预条件子加快了Jacobi迭代法的收敛速度.通过三个数值实例验证了系数为严格对角占优L-矩阵预条件Jacobi迭代法的有效性.

闭环供应链中再制品价格欺骗的均衡路径分析

由于市场监管缺乏和企业诚信缺失,再制品市场的价格欺骗事件层出不穷,严重损害了消费者的利益和市场配置的有效性。本文研究闭环供应链中的再制品价格欺骗问题。首先,构建一个由销售商和消费者组成的双方演化博弈模型,通过Jacobi矩阵分析混合策略的演化稳定性。结果表明:当再制品伪装之后的销售价格与伪装成本的差小于再制品不伪装的销售价格时,销售商选择不伪装,消费者选择购买,再制品市场是有效的。其次,考虑政府对销售商奖励或惩罚的措施,构建一个由销售商、消费者和政府组成的三方演化博弈模型,通过Jacobi矩阵分析混合策略的演化稳定性。结果表明:政府积极检查再制品市场,加大奖励和惩罚力度,均能促使销售商选择不伪装且消费者选择购买,市场达到有效配置。最后,通过数值分析验证相关结论的正确性。

Hermite矩阵特征值分解的硬件加速

在数字信号处理领域,Hermite矩阵的特征值分解有着非常广泛的应用.为了解决其硬件实现问题,提出了一种基于复数域Jacobi算法的硬件加速架构,该设计方案可适用于不同大小的Hermite矩阵.为了在计算精度、计算速度和资源占用之间取得平衡,在Matlab平台上对定点运算的小数位量化位宽进行了仿真,以8×8大小的Hermite矩阵为例,确定了15位的小数位量化为最佳.分别介绍了复数域Jacobi算法硬件加速中寻找最大非对角线元素、构造酉矩阵和更新特征值矩阵和特征向量矩阵的硬件电路结构.在Zynq-7000系列FPGA开发板上进行了实现,仅需要17 438LUTs和24 650Registers即可在34.42μs内完成对8×8大小的Hermite矩阵的特征值分解.

Jacobi⁃Jordan代数的局部导子

主要研究Jacobi‐Jordan代数导子和局部导子的矩阵表达式;运用线性代数的知识,结合Jacobi-Jordan代数的分类情况,从导子的定义出发,给出了Jacobi-Jordan代数导子的矩阵表达式;再利用导子与局部导子之间的关系,计算得到了27种Jacobi-Jordan代数的局部导子在标准基下的矩阵表达式。

6-RUS并联机构动力学建模与分析

提出一种可以作为多自由度隔振平台良好构型的6-RUS并联机构,通过矢量求导法得到速度雅可比矩阵,利用动能定理求解并联机器人质量矩阵,对由N个刚体组成的系统与刚性杆分别进行虚功分析,并采用此方法对该机构进行动力学建模与分析。代入结构参数进行数值仿真,得到6-RUS并联机构三维仿真图和驱动力矩。研究结果为后续实现对多自由度隔振平台的动力学实时控制提供了理论依据。

含风电场的电力系统潮流计算

文中建立了风电场的稳态分析模型,该模型考虑了风电场的尾流效应、风电机组输出功率与尖速比和滑差等之间的函数关系,结合异步风力发电机工作原理,将异步风力发电机的滑差修正量引入到雅可比矩阵中,使潮流计算迭代过程仍保持牛顿-拉夫逊法所具有的平方收敛速度;还在该模型和常规 PQ 模型基础上提出了简化模型。文中将所提出模型用于接有风电场的 IEEE14 节点测试系统的潮流计算,并对结果加以对比分析。

并联微操作手的运动学分析

对6自由度并联微操作手的运动学进行了深入研究。此操作手是一个6－6型、PSS副、带柔性铰且由压电驱动的微动并联平台。针对其微动特性，利用摄动旋转齐次变换矩阵，建立了并联微操作手的运动学方程，导出输入、输出位移的雅可比矩阵。该矩阵在整个微小运动范围内，可近似为常数阵。最后用计算机仿真分析了引入常难可比矩阵的微操作手运动误差，结论证明了简化的合理性和有效性。

Lyapunov指数计算算法的设计与实现

为了定量分析混沌系统的动力学特性,论文研究了计算Lyapunov指数的Jacobi矩阵算法,并采用Matlab6.5软件平台设计了基于该算法的Lyapunov指数计算软件,算法程序简洁、可读性强、易于移植,GUI编程技术使人机交换能力增强,制作的Lyapunov指数工具箱能够求解非线性动力学系统的Lyapunov指数谱和分数维。最后,分析了迭代次数、计算步长、解法器和初值等因素对计算精度的影响。

基于可操作性的串联机器人相对传动比优化

将串联机器人各关节传动链传动比的确定分解为相对传动比确定和绝对传动比确定,并从可操作性角度重点研究了前者。分析了条件数可操作性指标的实质,把相对传动比的确定归结为基于驱动空间的可操作性优化;给出了基于驱动空间全域可操作性的相对传动比优化模型;提出了考虑各动力元件速度驱动能力差异和末端位姿速度作业要求的优化模型中雅可比矩阵的获得方法。在此基础上对所设计的6自由度机器人的传动系统进行了相对传动比优化,提高了基于驱动空间的全域可操作性。

积分法三维电阻率成像

二维或是三维电阻率反演成像研究 ,最关键的环节是在反演系数矩阵即敏感矩阵(或雅可比矩阵 )的求取上 .本文从微分方程的积分解出发 ,推导了表达式极为简单的三维雅可比系数矩阵 ,构造了成像方程 .根据反演方程系数的稀疏特征 ,采用改进的降维高斯赛德尔迭代法来求解该反演方程 ,并通过内外迭代的结合 ,对大型稀疏欠定方程能很快收敛 ,得到可靠的解答 .合成数据模型结果及实际资料的成像结果表明积分法不但实现起来极容易 。

电磁波测井资料反演中Jacobi矩阵的快速算法及其特性分析

针对采用单发双收探头同时测量相位差和幅度比,测井响应与地层介电常数和电阻率两者都有关的电磁波测井资料反演问题,构造了其反演目标函数Jacobi矩阵J的快速算法.J直接给出了测井响应随地层参数变化的关系,利用J和它转置矩阵JT的有意义乘积J.JT和JT.J可以方便地对在非均质地层中测井响应特征和仪器的探测特性进行考察分析,为测井资料处理方法研究与仪器改进提供依据.

基于主成分累计影响系数法的高光谱大气红外探测器的通道选择试验

由于高光谱大气红外探测器(AIRS)有2378个通道,如何从众多的通道中提取主要的有用信息。针对这点,文中提出了基于主成分累计影响系数的通道选择方法。首先,进行通道的预处理。然后,考虑白天的通道组合,分别对温度和湿度雅可比矩阵进行主成分分析,得到每个通道对主成分的累计影响系数,根据累计影响系数的大小,进行通道排序。最后,考虑夜晚的通道组合,加入受太阳光影响的通道。最终得到白天和夜晚的入选通道子集。进行温度和湿度廓线反演的实验表明,该方法用于通道选择是可行的。