基于MATLAB的四自由度机械臂运动学仿真研究

运用D-H法建立机械臂运动学方程,根据所求方程采用数值法进行分析,并用MATLAB软件对分析结果进行仿真,得到机械臂的可达工作空间图。用Robotics Toolbox对该机械臂的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行仿真,得到各关节角的位移、速度、加速度与时间关系曲线,为后续机械臂控制系统设计、动力学分析以及轨迹规划等提供理论基础。

四自由度关节机器人控制系统的设计

提出了一种四自由度关节机器人控制系统的设计方案。介绍了机器人的机构类型并设计了控制系统的总体框架。选取ARM+FPGA作为硬件平台,嵌入式Linux作为软件平台。为了提高系统的开放性和可移植性,系统软件采用开放式、模块化结构。对控制系统的硬件及软件结构做了详细的研究并对FPGA进行了详细的模块设计。经平台测试验证了该方案的可行性和合理性。

基于LabVIEW软件和ActiveX技术的指针式仪表监测系统

利用LabVIEW软件的NI Vision Builder图像处理功能对摄像头采集到的仪表图像进行处理,得到指示值。同时在虚拟仪器编程软件LabVIEW中调用ActiveX控件,输出得到对应的计算值,实现了对指针式仪表的自动监控,提高了整个系统的稳定性和可靠性。

基于C8051F040的地铁制动控制系统

为了改变国内地铁制动控制系统的国产化程度低、对进口产品依赖性强的现状,提出一种基于高性能单片机C8051F040的嵌入式地铁制动控制系统的实现方案。介绍了系统的功能和组成结构,描述了整个系统的软硬件实现方案。在实验室环境下,系统制动控制性能表现良好。

WIFI镜头机无线图像采集系统

针对有线摄像头移动性差、不够灵活等缺陷,提出将摄像头模块、WIFI模组和stm32芯片组合到一起形成一个WIFI无线镜头机.对摄像头模块和WIFI模组的原理和实物进行了研究,通过WIFI无线数据传输技术、LWIP协议及Socket网络编程将图像数据信息无线发送到显示设备处理器中.最终实现将带有网卡的显示设备连接到WIFI无线镜头机内部的WIFI热点,通过连接服务器、开启相机、保存图片等一系列的操作,方便快捷的完成无线图像传输、显示和存储的工作.

医用智能轨道物流小车嵌入式控制系统设计

设计了一种基于S3C6410处理器的医用智能轨道物流小车控制系统。该轨道小车采用轮毂电机驱动,基于RFID的路径识别技术作为定位方案,并且使用了Zig Bee无线技术来与中央控制器和系统中的其他对象进行交互。根据控制系统实时性和多任务划分的原则,合理划分了小车控制系统的任务组成结构。经试验验证该小车控制系统实时性好,可靠性高,能够高效率完成物流任务。

码垛机器人控制系统的设计与实现

针对搬运机器人的需求,提出了一种码垛机器人控制系统的设计方案。首先介绍了码垛机器人的机构类型,然后分别对控制系统的硬件及软件结构设计做了详细的研究。控制系统基于嵌入式ARM硬件平台进行开发,采用Linux操作系统和Qt界面。阐述了码垛机器人的轨迹规划方法,经实验平台测试验证控制系统的可行性和合理性。

四目立体测量图像同步采集存储系统的设计

运用四目立体测量技术实现具有复杂曲面形状物体的逆向设计,在航空、航天、汽车和造船等工业领域具有广泛需求。设计了用于四目立体测量的图像同步采集存储系统,采用FPGA作为控制器,利用Camera Link接口连接摄像机和FPGA,触发采集、传输图像数据;采用外部动态随机存储器SDRAM和FPGA内部FIFO相结合缓存图像数据;采用USB2.0接口芯片实现FPGA与计算机数据通信。利用软件Model Sim完成系统各功能模块时序逻辑仿真,实验结果表明系统能够完成四目立体测量图像同步采集存储任务。

LCL谐振型无接触供电系统传输性能研究

无接触供电是物流装备移动供电的新技术,从电路特性、能量损耗和电磁结构3个方面研究了LCL谐振型无接触系统的传输性能。对谐振条件、输出功率和传输效率进行分析,探讨了系统的传导损耗、开关损耗和耦合损耗,仿真研究了U型电磁结构的互感特性,并基于理论研究和系统开发提出了减少系统损耗、改善传输性能的措施。

基于客户机/服务器模式的柔性制造系统的监控系统研究

提出了一种能对柔性制造系统进行监控的基于客户机/服务器模式的网络型监控系统方案。针对开发的桌面型柔性制造系统训练系统的监控要求,提出了监控系统的设计方案,阐述了其体系结构及各部分的功能,并结合为网络信息传输制定的控制命令字,应用Winsock技术进行实用程序的开发。结果表明,该系统可以实时、准确、可靠地对训练系统进行监控管理。

压电纤维复合材料的静电场分析

采用有限元法分析了外电压作用于压电纤维复合材料时的静电场分布,讨论了静电场对元件极化和作动性能的影响,研究了电极区聚合物的介电常数和厚度尺寸,及其IDE宽度和周期对压电纤维复合材料静电场的影响,研究结果表明:增加电极区聚合物的导电性,压电纤维复合材料静电场可以得到显著提高,最大可以提高54倍;减小电极区聚合物的厚度,同样可以显著提高静电场,最大可以提高55倍。IDE参数对电场的均匀性区域大小和电场强度大小影响也比较大。

基于物料清单的制造过程工作流建模

分析了物料清单(BOM)在产品制造过程中的核心地位,提出了将BOM表映射成PETRI网的算法,利用所得到的PETRI网建立了面向制造过程的工作流管理系统的模型。从而允许设计者根据产品的结构而不需要知道实际的过程流程来安排生产任务的自动执行。对于生产作业计划的制订有很好的指导意义。

闭环双臂空间机器人的动力学建模与仿真

为了对闭环双臂空间机器人本体位姿进行实时定位跟踪,推导了基于旋量的递推牛顿-欧拉运动学方程,结合自由漂浮空间机器人的线动量和角动量守恒理论,建立了基于空间算子代数理论的自由漂浮双臂空间机器人闭环系统的动力学方程.使用序贯滤波和光滑化最优估计理论方法对广义质量矩阵进行了分解与求逆,实现了O(n)次高效率计算.在Mathematica 6.0中编制了程序对2个平面3自由度机械臂闭环系统进行仿真验证.仿真结果与ADAMS结果进行的对比表明,基于空间算子代数的方法的仿真结果正确,计算效率高,可应用于空间复杂多体系统实时动力学仿真以及控制系统的建模分析.

交叉指型电极压电振子的谐振特性研究

根据压电振子的动力学方程,采用有限元软件ANSYS对交叉指型电极压电振子进行了谐响应分析,得到了压电振子的横向振动响应,获得了分支电极参数对交叉指型电极压电振子谐振频率的影响规律。利用阻抗分析仪对交叉指型电极压电振子的谐振频率进行了实验研究,并与仿真结果进行了对比,两者基本吻合,验证了数值模型的可靠性。此外,研究结果还表明,采用较小的电极周期,可以明显降低振子的谐振频率,从而在相同的激励下,获得较大的作动应变。

交叉指形电极压电纤维复合材料静电场优化

采用有限元法分析了外电压作用于交叉指形电极(IDE)压电纤维复合材料时的静电场分布,讨论了静电场对元件极化和动作性能的影响,研究了电极区聚合物的介电常数和厚度尺寸及其IDE分支电极宽度和电极中心距对压电纤维复合材料静电场的影响。结果表明:增加电极区聚合物的导电性或减小电极区聚合物的厚度,压电纤维复合材料静电场可以得到显著提高,同时,元件横向应变可以提高108倍,横向应力可以提高43倍;IDE参数对电场的均匀区域大小和电场强度大小影响比较大。

大行程压电驱动旋转平台的设计与分析

提出了一种新的压电驱动的旋转平台,用来在微米及纳米级操作中实现高精度、大行程的转动,平台包括两个夹具、一个驱动器和一个扭矩输出轴。通过驱动器驱动,并且利用两个夹具间的轮换工作而得到连续的旋转位移。分别在驱动器和夹具中使用Scott-russell机构和桥式机构,通过这两种柔性机构来分别实现旋转运动和得到较大的位移。对于主要的零件部分,使用有限元法进行分析,根据结果进行优化。

SPIHT算法在DICOM图像压缩中的应用研究

DICOM图像文件的储存和传输一直是近代医学图像处理中一个比较热门的研究话题,其中较好的解决方案就是对DICOM图像进行压缩处理。文中通过对DICOM文件的数据结构进行分析,将DICOM文件拆分成图像数据部分和文本信息部分,然后采用9/7提升小波变换对拆分出来的DICOM图像数据进行图像变换,最后对变换后的小波系数进行SPIHT编码完成DICOM图像压缩。主客观对图像的评价表明SPIHT算法在高压缩比时仍能保证图像较好的质量。该方法能够对DICOM图像的存储和传输带来便利也将产生一定的影响。

基于MATLAB的电机综合性能测试系统上位机软件设计

设计了一种适用于电机综合性能测试的上位机软件。介绍了系统上位机软件的整体设计方案,制定了测试系统上位机与下位机之间的通信协议,在MATLAB8.5环境下实现上下位机间串口事件的实时数据通信,利用Active X控件和MATLAB GUIDE实现下位机性能状态的实时显示,开发了上位机人机界面。经试验平台测试验证,所设计的上位机软件具有界面友好、操作方便和稳定性强等优点。