Jerk曲线连续的改进S型加减速算法研究

高精度的运动平台中,冲击是影响运动平台运动精度以及平稳性的重要因素。针对传统S型加减速算法所存在的Jerk曲线存在突变的问题,提出了一种Jerk曲线光滑的高平稳改进S型加减速算法。首先,以具有高柔性的正弦函数为基础,构造Jerk曲线;其次,为了克服嵌入式系统中计算正弦函数困难的问题,应用切夫雪比多项式逼近正弦函数,获得完整的加减速控制算法。在此基础上,进一步推导得出不同条件下各个阶段具体的时间规划;最后,在MATLAB环境中,进行仿真实验。实验结果表明,改进加减速算法的Jerk曲线连续且光滑,可实现不同初始参数下的平稳运行,提高了运动平台的控制精度。

Jerk系统的电路实现

分析了Jerk系统的基本动力学行为,基于硬件电路实验平台,根据Jerk混沌系统的状态方程,设计了对应的Jerk电路,电路由非线性函数发生器和积分器两部分组成。对所设计的电路进行硬件电路实验研究,并给出了相应的实验结果,硬件实验结果与计算机模拟结果一致。

基于改进CS-Jerk模型的强机动目标跟踪算法

通过分析CS-Jerk模型的缺陷,提出一种改进的"当前"统计Jerk模型算法。该算法根据新息的统计学特性,即新息协方差矩阵的迹服从卡方分布,构造活化函数,由活化函数生成修正因子,自适应更新CS-Jerk模型中的最大、最小机动加加速度以及机动频率,进而自适应调整状态噪声协方差矩阵和滤波增益矩阵,减小了目标状态估计误差。与经典的Jerk模型、CS-Jerk模型相比,改进算法有效地提高了对强机动目标的跟踪精度,弥补了CS-Jerk模型算法的不足,仿真结果验证了算法的可行性。

一类Jerk系统的电路实现

对一类Jerk系统的状态方程做等价变换,分析了其混沌动力学行为,根据状态方程,设计了Jerk系统混沌电路原理图,用EWB软件仿真了实验结果,根据设计的电路原理图,用普通电路模块搭建了Jerk系统混沌电路,给出了硬件电路实验结果,硬件实验结果与软件仿真结果一致。

一种Jerk连续的正弦函数平方曲线加减速算法研究

针对传统直线加减速和指数加减速算法在进给过程中具有柔性冲击,特别是S曲线加减速存在加加速度不连续问题,提出了一种位移、速度、加速度、Jerk都连续的正弦函数平方曲线加减速算法。通过仿真实验结果表明,正弦函数平方曲线加减速算法是一种具有Jerk连续的新型柔性加减速方法。

基于LabVIEW的四阶Jerk混沌系统仿真研究

通过构造阶跃函数序列f(x),研究了四阶Jerk混沌系统的动力学特性。基于LabView软件设计了四阶Jerk多涡卷混沌系统,并进行系统仿真与分析。结果指出系统具有稳定动力学特性、平移特性、输出幅度范围可控的特点。

多涡卷四阶Jerk系统的仿真研究

对四阶Jerk系统中通过引入具有多个线性分段的锯齿波函数实现多涡卷混沌吸引子的机理进行了分析。在MATLAB中分别采用M语言和SIMULINK平台实现了多涡卷四阶Jerk系统的数值仿真,设计了多涡卷四阶Jerk电路,在EWB电路仿真软件中搭建了电路并进行了相关电路仿真。理论分析、数值仿真及电路仿真的相关结果一致,进一步证实了多涡卷混沌吸引子的存在。多涡卷混沌吸引子的存在,为混沌在信息安全中的应用提供了理论基础。

基于存储器的三阶JERK混沌电路实验研究

提出了一种利用模数、数模转换器、存储器来构造非线性函数电路,只要改变存储器的内容,可以很容易地实现任意非线性函数。把符号函数、三阶梯波函数、五阶梯波函数关系式写入存储器,将其嵌入到由运放、电容、精密可调电阻构成的线性系统中去,成功地实现了基于存储器的三阶JERK混沌电路单方向和多方向网格状混沌吸引子相图并给出了硬件实验结果。

基于模数结合的三阶JERK混沌电路研究

研究了三阶JERK混沌电路实现的新方法,提出了利用模数、数模转换器、门电路来构造三阶梯波、五阶梯波等非线性函数,将其嵌入到由运放、电容、精密可调电阻构成的线性系统中去。该数模结合的方法,可提供一种基于混沌信号的伪随机序列,同时也产生连续变化的混沌信号,并给出了该EWB硬件仿真电路单方向和多方向网格状混沌吸引子的相图。

Chaotic and Hyperchaotic Complex Jerk Equations

The aim of this paper is to introduce and investigate chaotic and hyperchaotic complex jerk equations. The jerk equations describe various phenomena in engineering and physics, for example, electrical circuits, laser physics, mechanical oscillators, damped harmonic oscillators, and biological systems. Properties of these systems are studied and their Lyapunov exponents are calculated. The dynamics of these systems is rich in wide range of systems parameters. The control of chaotic attractors of the complex jerk equation is investigated. The Lyapunov exponents are calculated to show that the chaotic behavior is converted to regular behavior.

电磁猝变动力学的几个基本概念

对RL电路的一种暂态过程引入了急动度函数,还引入了感应电动势的时间变率、位移电流的时间变率和Appell函数等概念,讨论了LC振荡电路和简谐振动中的Appell函数守恒问题。

基于非对称组合正弦函数的机器人轨迹规划方法

通过非对称化机器人轨迹规划的加速度曲线,缩短加速时间,增加减速时间,使机器人快速运动,缓慢停止,使机器人减速时的加速度和冲击最大值得到降低,因此能够很好地降低振动,使机器人运动平稳,避免振动和过冲现象,使机器人能够精确、稳定、快速、高效地到达预定位置,完成拾放操作。

关于磁Appell函数的三阶拉格朗日方程

三阶拉格朗日方程可以用来描述电流猝变运动.该文将磁Appell函数替代加速度能量,得到了关于磁Appell函数的三阶拉格朗日方程,然后用它求得了一种RL电路暂态过程的电流急动度函数.

结构动力响应中急动度的计算

急动度(jerk)在工程实践中具有重要的意义.将径向基函数逼近与配点法相结合,发展了一种能够有效求解动力响应的数值算法.该方法使用径向基函数插值来逼近真实的运动规律,能够用于急动度和急动度(三阶)方程的计算,弥补了传统的数值方法无法计算急动度的不足.并针对微分方程的特点,提出了改进的多变量联合插值函数,同时添加与微分方程同阶的初值条件,可显著减小数值震荡.算例表明,该方法具有计算过程简单、精度高的特点,同时对急动度方程也有很好的适用性.

基于加加速度连续的函数逼近加减速算法

三角函数加减速算法在高速高精度插补过程避免了柔性冲击,但速度变化缓慢、计算复杂。在构建加加速度三角连续函数基础上,利用切比雪夫逼近,反推加速度、速度和位置,并分别在长线段加减速与短线段加减速两种情况下推出位移公式。仿真实验表明,本算法在满足插补精度和柔性要求下,计算简单、插补速度更快。在减速定位段,根据实际剩余加工长度二次计算减速过程的起始速度,构造连续的加加速度函数,再次反推加速度、速度和位移,消除低速定位段,实现快速定位。

基于多涡卷混沌系统的建模研究

在Jerk系统的基础上,设计了多涡卷电路.通过用不同的分段函数构造非线性项,构造具有奇对称并且参量可调的非线性函数来扩展鞍焦平衡点.在x和y方向上拓展鞍焦平衡点,构造分布网格多涡卷混沌系统,做出1×6和6×6涡卷系统.调节合适的β系数,可以实现整个Jerk系统从周期态到混沌态.在此基础上,在分段函数的某区间内插入x^3,构造新的三维自治Jerk混沌系统,产生了不同涡卷的混沌现象.改造后的混沌吸引域更大,具有更好的加密掩盖性能.

基于饱和非线性模块的多涡卷混沌电路

针对分立元件构造的多涡卷混沌电路存在电源电压高、耗能多、频谱范围窄、电路体积大的问题,采用跨导电容结构,设计了一种将非线性模块、跨导器、电压反相器集成于一体的多涡卷混沌电路。非线性模块呈现饱和特性,通过调节电流源和MOS管宽长比来改变其特性曲线的转折点、饱和值、斜率,方便地构造出分段线性函数电路。设计了网格多涡卷Jerk系统和单方向多涡卷Chua系统,采用非线性模块分别搭建了Jerk系统中的阶梯波函数电路和Chua系统中的三角波函数电路。Pspice仿真结果证明了搭建的非线性模块和混沌电路设计、电路功能的正确性。

多涡卷高阶广义Jerk电路

提出在高阶Jerk系统中产生多涡卷混沌吸引子的一种电路设计与实现新方法.根据高阶Jerk方程,构造了一组具有参数控制的阶跃函数序列,在此基础上设计了产生多涡卷混沌吸引子的高阶广义Jerk电路.用这种方法设计电路的一个主要特点是通用性强,基于一种广义的电路形式,通过双掷开关切换,可分别实现多涡卷四阶和五阶两种不同类型的高阶Jerk电路,并由联动开关控制产生涡卷的数量.给出了在四阶和五阶Jerk电路中产生多涡卷混沌吸引子的计算机模拟和硬件实验结果.

基于目标函数的小线段转接点处的运动规划

小线段插补的转接点处运动规划在很大程度上决定了数控系统加工的质量和效率,以往的做法都是采用某种特定曲线作为过渡曲线,如圆弧过渡、样条过渡等,这些过渡曲线都是人为选取的,没有最优性的考虑.文章另辟蹊径,仅从给定的目标优化函数出发,在加加速度有界的约束下.从理论上推导出最优的过渡曲线.文章首先给出了一种用定积分表示的加加速限制下的转接点处运动学方程,然后根据这些方程的解,从数学上严格证明了.使给定的目标函数取最大值的运动方式必然是分段匀加加速.

腕功能康复机器人按需辅助控制策略研究

在康复机器人辅助脑卒中患者进行康复训练时,为激发患者的主动参与意识,康复机器人应按照患者康复需求提供其所需的辅助力矩。本文针对腕功能康复机器人提出一种按需辅助控制策略:首先制定能力评估规则,并依据该规则评估患者能力;然后设计控制器,控制器可基于评估结果求解出患者完成康复训练任务所需的辅助力矩,并下发指令至电机;最后控制电机输出指令值,辅助患者完成康复训练任务。将该控制策略应用于腕功能康复机器人,不仅实现了按需辅助的训练模式,而且能够避免辅助力矩激增,同时康复治疗师可在线调节能力评估规则中的多个参数,为不同康复状态的患者定制任务难度。本文所提方法不依赖于力学传感器信息,降低了开发成本且易于实现,具有一定的工程应用价值。