基于四元数的两轮自平衡车控制系统研究

为了提高两轮自平衡控制系统的实时性和稳定性,提出了一种将四元数与PID相结合的两轮自平衡车控制机制。该机制基于四元数实现姿态角度的解算,基于PID算法实现平衡车的运动控制。该系统使用MPU-6050对平衡车的角速度和角加速度进行测量,使用编码器对电机转动速度进行测量,将这些测量数据作为平衡车控制系统的反馈,完成平衡车的控制,并可通过手机APP进行人机交互。在本文设计的控制算法下,平衡车在自平衡、载高度自平衡和载重自平衡三种场景下均可以保持良好的平衡性。采集了三种场景下平衡车俯仰角数据20000组,方差分别为0.013、0.084、0.065。在静置状态下与卡尔曼滤波算法和互补滤波算法进行了对比,在5000组的自平衡数据中平衡车的俯仰角方差为0.000239,相较于其他两种算法更小。上述实验结果表明了本研究提出的控制机制能够在满足平衡车控制实时性的同时实现平衡车的稳定控制。

旧住宅采暖单管系统热计量的研究

随着集中供热系统供暖热计量技术的开发及推广,旧有集中供暖系统的计量改造势在必行。现介绍了垂直单管顺流式系统热计量的实验研究情况,阐述了垂直单管顺流式系统实现室温控制的系统改造方案和实现热计量的方法。

现有单管采暖系统热计量与室温控制实验研究

简要介绍了新建住宅分户热计量五种方式的特点,阐明了旧有集中供暖系统计量改造的现实性,重点介绍了对垂直单管跨越式系统的理论分析和热计量实验研究情况,以及论述了垂直单管顺流式系统实现室温控制的系统改造方案和实现热计量的方法。实验结果表明,垂直单管顺流式系统改造成单管跨越式系统,并在立管下游跨越管上安装截止阀或锁闭阀,可实现热计量和室温调节的需要。

直立抗扰下踝关节外骨骼人机协作控制优化

针对直立抗扰下穿戴者肌肉活动和外骨骼助力间的适应问题,提出了一种踝关节外骨骼人机协作控制参数的“人在环”优化方法.该方法将穿戴者下肢肌肉激活量作为评估人机协作适应度的指标,建立优化目标函数.在外骨骼工作过程中,使用分段阻抗控制算法计算输出力矩;采用贝叶斯优化算法,根据计算出的目标函数值进行优化,获得最佳的阻抗控制参数,实现直立抗扰下外骨骼人机协作最优控制.实验表明:该方法可以有效降低穿戴者下肢肌肉激活程度,减少穿戴者踝关节动作力矩,完成直立抗扰任务,对穿戴者有积极的辅助作用,研究结果为外骨骼人机协作控制的优化提供了一种通用的解决方法.