基于模糊控制的闪蒸罐PID控制器设计与仿真

PID控制器依照经验进行整定的方式需要花费大量时间和精力,而工业被控对象大都存在随时间变化、非线性等特性,PID控制的效果并不理想。以闪蒸罐压力控制为研究对象设计FUZZY-PID控制器。仿真结果表明:在PID调节后有超调情况下,FUZZY-PID控制器调节时间缩短约341.80 s,超调量减小约4.62%;在PID调节后无超调情况下,FUZZY-PID控制器调节时间缩短约395.60 s。抗干扰实验结果表明:在加入白噪声后,FUZZY-PID控制器与PID控制器控制效果差距不甚明显,都比较稳定,在同一时刻加入脉冲扰动后,FUZZY-PID控制器所需调节时间较PID控制器缩短约70.70 s,调节时间更短,更加稳定。说明相较于传统PID控制器,FUZZY-PID控制器调节时间更短、超调量更小、更加稳定。

轻量化二维指向调整机构设计

针对地月测距反射器调整要求,开展了新一代激光反射器地月二维指向调整机构的轻量化设计研究。设计出一款俯仰-方位组合型二维指向调整机构,以超声电机为驱动源,根据质心平衡设计理论,设计质心使机构自身力矩平衡,减小负载对电机驱动力矩的要求,从而实现电机和组成部件的小型化和轻量化。制作出原理样机进行了实验验证,结果表明,其质量、尺寸、自锁和驱动性能均达项目要求,验证了质心设计理论的合理性,实现了对机构的轻量化设计,为高精度地月激光测距及空间指向机构轻量化设计提供了依据。

集成多功能RGV设备的技术研究与应用

为满足某筒段工件在防爆环境下的自动对接和质心测量要求,设计了多功能有轨制导车(Rail Guided Vehicle, RGV)设备。该设备采用视觉测量数据引导设备的调姿对接。文中对设备的质心测量功能、机械机构和测量原理进行了描述。设备具有的防爆功能满足其在特殊环境下的使用要求,可保证人身安全,便于实现自动化。经实践应用,该设备性能稳定、自动化程度高、功能多,满足使用要求。

自主越障巡检机器人质心调节控制

巡检机器人在跨越障碍时,质量偏心产生的偏矩破坏了机器人车体的水平姿态.本文提出了一种质心调节方法,利用倾角传感器测量机器人车体与水平面之间的倾角,从而控制配重块移动电机的运动,将机器人的质心调节到悬挂于架空地线上的那只手臂上,因此能保证机器人车体保持水平姿态,确保需要脱线或上线的手臂完成相应的动作.最后,通过仿真试验验证了质心调节控制方法的可行性.

双吊臂式架空线路机器人的攀爬机构研究

吊臂式机构是国内外架空线路巡检机器人采用的主要机构形式之一,但这种机构类型往往存在姿态控制能力差和越障能力弱的局限。针对基于质心调节原理的双吊臂式架空线路机器人的本体机构特点提出了一种新型攀爬机构。从提升机器人姿态控制性能和爬坡性能两方面对攀爬机构进行了原理分析和参数设计,并基于攀爬机构运动学模型的分析提出了机器人姿态失稳监测方法。基于ADAMS软件的仿真结果表明该攀爬机构的设计合理,可显著提升机器人的姿态控制能力和越障能力。

一种改进的基于质心的文本分类算法

文本分类是数据挖掘与信息检索领域的热点话题,近年来迅速发展。基于质心的方法是一种建模迅速且效果较好的文本分类方法,许多学者对该方法进行了深入研究并提出改进策略,不断提高算法效果。提出一种新的动态调整质心位置算法,该算法根据训练集中的每个样本文本动态的调整质心位置。并且针对海量数据处理瓶颈,运用当前两种并行计算框架MapReduce和BSP,提出了算法的并行策略。通过与其它算法在5种不同数据集中的对比实验,证明该方法确有较准确的分类效果。

一种双臂巡检机器人的质心调整策略

针对一种双臂巡检机器人单臂挂线越障时的动态稳定问题,提出了一种质心调整策略。在分析机器人越障过程的基础上,建立了机器人单臂挂线时的动力学模型,设计了一种状态反馈控制器。提出以过渡时间最短为目标规划关节变量,设定机器人倾角和两臂间距为控制目标,实时调节各关节运动,通过控制调整机器人质心位置实现机器人越障时的稳定运动。仿真和实验证明了所提质心调整策略的可行性。

无线传感器网络中基于锚节点功率调节的加权质心定位算法

提出了一种基于锚节点功率调节的加权质心定位算法,通过锚节点的功率调节确定各个锚节点对于未知节点的影响力因子,并将其作为权重计算未知节点的位置,体现了不同锚节点为未知节点位置计算结果的影响.仿真表明,该算法减小了节点的平均定位误差,是一种适合于无线传感器网络的定位方法.

架空线移动机器人行走越障特点

面向电力巡检及维护作业任务需求,以电力输电线路为对象,分析了架空线移动机器人运动环境的特点,对典型架空线移动机器人行走越障过程的特点以及质心调节的影响情况进行了分析,探讨了机器人质心调节方法.提出了一种新型双臂四轮机器人结构以及被动适应的手臂方案,并提出了一种主被动结合的运动协调控制方法.提出的方法在巡检机器人系统中得到了实际应用,实验室模拟线路及实际线路的运行情况表明了机器人系统设计的合理性以及所提出方法的有效性.

硅微加速度传感器阵列的低误差静态标定

本文介绍了加速度传感器阵列的结构设计和工作原理,利用离心机的调心原理,实现了对加速度传感器阵列的低误差静态标定,给出了标定数据和分析结果。

质心可调式重型水平吊具

介绍了一种自身质心可调的重型水平吊具的结构形式、工作原理、强度计算、试验及使用情况。该吊具首次采用了起吊位置调节和自身质心无级调节的两级组合调节方式,具有操作简便、调节精度高的特点。经过试验验证,能够较好地满足使用要求,为后续同类产品吊具的研制提供了一种新的设计思路。

转子质心微位移精密调整装置

研制的陀螺动平衡调整装置通过协同调整转子质心在两个相互垂直方向上的位置实现质心任意方向的微调整。装置测量模块采用两个测头分别测量转子和壳体的位置,通过计算两者的位移差值与初始差值对比即可得到质心的调整位移量,从而消除弹性变形对测量结果的影响。调整时减小紧固螺钉旋紧扭矩可有效降低爬行现象的影响,提高调整成功率。为了控制调整方向,调整时在非调整方向施加一定的预紧力,可减小转子在非调整方向的位移量。采用上述调整策略可以达到±0.5μm的调整精度,提高了调整的成功率,满足了设计要求。

输电线路巡检机器人越障方法的研究与实现

机器人在线巡检时需要跨越各种障碍物.针对220 kV架空输电线路的结构特点,采用双臂同侧伸缩式结构,实现了巡检机器人沿线行走及跨越障碍的功能;针对越障的实际问题,分析了越障过程的难点:障碍物的辨识与手臂上线定位、姿态角调节问题.根据传感器的输出,经过特定的算法,即可判断线路相对于机器人的空间位姿及能保证机器人车体保持水平姿态.实验及实际运行结果表明:该机器人可沿线行走并自主跨越障碍,从而验证了系统设计的有效性与合理性.

摇臂悬挂机动平台运动姿态调节最优控制研究

摇臂悬挂机动平台运动自由度多且运动姿态调节复杂,以机构运动学控制为主的运动控制方法,不能准确描述驱动关节力矩与车体轨迹和姿态的关系。基于质心动力学模型和二次规划方法,建立了一种适用于轮腿复合移动类型车辆整体运动姿态调节的通用动态优化控制框架;以基于动力学模型的二次规划方法为主,结合系统逆运动学控制,实现了对车轮地面反作用力的直接控制。利用上述控制方法,对机动平台的侧倾、俯仰、联合姿态调节及其在颠簸路面下的应用进行仿真。结果表明,该动力学运动姿态调节动态优化控制方法能够满足实时性和控制精度的需求。

基于支持向量的迭代修正质心文本分类算法

针对质心分类算法容易产生归纳偏置或模型失配问题的不足,提出一种基于支持向量的迭代修正质心分类算法.该方法仅使用由支持向量机(SVMs,Support Vector Ma-chines)选出的支持向量来构造质心向量,然后利用训练集误分样本来迭代修正初始质心向量.与其他分类算法相比,该算法取得较好的宏平均F1和微平均F1,在8个常用文本分类数据集上的实验验证了该算法的有效性,特别是在不均衡文本语料上.

双光栅光谱仪光栅转轴的多目标优化

双光栅光谱仪光栅转轴是用于固定和驱动两块共轴凹面光栅的重要零件,其工作过程中出现的变形与振动现象均可能对双光栅光谱仪最终的波长测量结果带来影响。依据双光栅光谱仪的工作原理和实际工况,确定其光栅转轴结构优化的主要目标为质心调整,轻量化,避免共振和减小凹面光栅的随机响应变形。为实现光栅转轴的多目标优化,首先在UG中建立凹面光栅、光栅转轴及其固定结构的三维模型,然后导入ANSYS Workbench进行模态分析与随机响应分析,并针对其计算结果展开多目标优化。优化后,光栅转轴回转部分的质心调整到回转轴上,总质量由0.606 30 kg减轻到0.539 43 kg,二阶固有频率从184.83 Hz增大到187.77 Hz,凹面光栅Z轴方向最大随机响应变形从33.394μm减小到27.147μm。目前市面上常见的有限元分析软件均无法直接实现结构的质心调整,作者将该目标的实现提前到三维建模过程当中,并保证在后续优化过程中,回转部分的质心只在其回转轴上移动,从而使质心调整和轻量化等其他优化目标同时实现,该处理方法具有广泛的借鉴意义。

基于改进萤火虫算法的小卫星质量特性调整

为了消除小卫星在轨运行过程中因燃料消耗等原因造成质量特性变化的影响,提出一种基于改进萤火虫算法的卫星在轨质心调整方法.该方法运用萤火虫算法对PID控制器的参数整定进行优化,针对收敛速度慢和容易陷入局部极小值的问题,引入自适应步长因子对算法进行改进.算法通过编程注入星载计算机,进而控制电机调整机构完成卫星在轨质心调整.依托于地面气浮平台进行半物理仿真实验,实验结果表明改进算法在第48次迭代完成PID参数整定,相较于其他算法具有更快的收敛速度和动态响应特性.基于改进算法的调整系统可在59 s将单轴质心偏移量减小到精度要求,验证了系统在小卫星质量特性调整上的实时性和稳定性.

基于RSSI修正加权质心的定位算法

研究了适用于室外空间的修正加权质心定位算法,该算法对接收信号强度指示测距原理进行分析,可在未知路径衰落指数的情况下,将距离关系转化为接收功率关系,通过高斯滤波处理得到RSSI测量距离,将其倒数作为修正加权质心定位的加权因子;加权质心算法讨论了调整修正系数对算法定位精度的影响,通过比较分析得出室外环境时理想的修正系数.通过仿真实验表明,改进后算法动态调整系数为4时,定位精度最高为0.5190m,可以满足实际定位需求.

基于DSP的直流电机控制系统

介绍了基于TMS320LF2407A的直流驱动的控制系统及其在下肢康复机器人重心控制中的应用,给出基本的硬件结构框图以及控制算法设计.通过速度与位置的双闭环数字PI算法结合DSP的优越性能达到高精度、高可靠性的控制目的,实现了康复机器人的重心控制.

箭体水平吊具轴向质心调节方法

吊具作为航天领域地面发射支持系统的重要组成部分,承担着运载火箭各级产品的吊装转载任务。不同型号和批次的火箭的质心存在着较大偏差。为满足某型号所有批次箭体产品的水平吊装,文中通过对不同类型的箭体水平吊具的工作原理和使用方法进行研究,并对比分析了各个方案的优缺点。针对不同的被吊产品特点,设计出了可靠的箭体水平吊具质心调节方案设计流程和轴向质心调节方案,可为后续其他型号箭体水平吊具的设计提供借鉴。