基于状态观测的双臂空间机器人分散容错控制

针对关节执行器发生部分失效故障的双臂空间机器人系统的控制问题,设计了一种基于状态观测器的自适应分散神经网络容错控制器。结合拉格朗日第二类方法建立了空间机器人系统的动力学方程。根据分散理论将空间机器人执行器故障的容错问题转化为参数不确定的非线性交联系统的自适应控制问题。利用状态观测器得到了系统的角速度信号,通过自适应分散神经网络对系统的不确定项与交联项进行估计。基于Lyapunov函数法给出了观测器与控制器的稳定性判据。数值仿真表明,无论执行器是否发生故障,该控制器均可以在2 s内实现高精度的轨迹跟踪控制,且观测器均能精准地估计关节的实际角速度信号,从而验证了理论分析的正确性与算法的可行性。     

基于AVR单片机的电动执行器控制模块检测仪的设计

电动执行器控制模块采用传统的控制电路结构较复杂,发生故障的概率相对较高,另外,电机在运行时会产生很多热量,导致电机发热过高,增加了机械的磨损,结果造成执行器运行速度慢,耗费时间,寿命短。本文采用一种基于AVR单片机ATMEGA329为核心的电动执行器控制模块检测仪,很好的解决了传统电动执行器控制模块存在的问题,实现了较高的可靠性和稳定性,可以长距离的传输信号,且速度较快,与其它一些仪表可以做到调试、功能和技术性能测试。文中简介了该控制模块检测仪的基本原理、设计方案和实验测试结果。最后经过试验证明,该电动执行器运行稳定,可靠,能够满足技术更新的要求。     

基于光响应高分子材料的柔性执行器件

光响应高分子材料是指吸收光能后,能够在分子内或分子间产生化学或物理变化的一类功能高分子材料.伴随着分子结构与形态的改变,材料表现出某些宏观性质的变化,如在光刺激下发生形状、颜色或者折射率的变化等.光能具有环保性、远程可控性、瞬时性等优异的特性,因此光响应性高分子材料受到了越来越多的关注.通过合理的设计,光响应高分子材料...     

梯度功能压电悬臂梁的一组基本解及其应用

采用应力函数解法,研究了弹性参数和体积力同时呈梯度变化时压电材料悬臂粱的力-电响应,得到了应力函数和电位移函数的解析表达式及梯度功能压电悬臂梁的一组基本解．作为一种应用形式,给出了梯度功能压电执行器的尖端位移和制动力的确定方法、此外,利用该基本解,可以方便地确定悬臂梁在多种不同典型荷载单独或联合作用下的解答。     

不确定离散时滞控制饱和系统的预测控制

讨论同时具有时滞和控制饱和的离散时间不确定系统鲁棒预测控制问题。     

具有执行器饱和的多智能体系统H∞边界一致性控制

为了解决具有时空耦合特性的多智能体系统在执行器饱和约束下的一致性跟踪问题,文章提出了一种受限H_∞边界控制策略.首先针对领导者与跟随者的时空动力学行为特征,运用克罗内克积与等价有向图,将跟踪问题转化为镇定问题,构建出由多个抛物线型偏微分方程(partial differential equation,PDE)组成的一致性误差系统.其次,通过改进李雅普诺夫方法和沃廷格不等式,推导出同时满足H_∞增益和指数稳定的充分条件.再次,融合不变集理论,在线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)多目标优化的框架下,解决了N eumann边界控制器的饱和问题.最后,通过对比仿真验证了所提出方法的有效性.     

The decoupling of the active structural acoustic control based on the theory of radiation modes

With the theory of radiation modes,piezoceramics are used as control actuators in the active control of sound radiation.According to the characteristics of the first four radiation mode shapes,the arrangement of four group of actuators is presented.Theoretical analysis and numerical calculation demonstrate that the four group of actuators can not only reduce the sound power effectively,but also decouple the control equations.While controlling of the sound powers of the first four radiation modes,these actuators can convert the complicated control system with multiple input/output into several simple and independent systems with single input/output.     

一种机器人手眼关系混合标定方法

针对机器人手眼关系的求解问题,在现有研究方法基础上,将传统方法高精度的优点和主动视觉方法的简单易实现性相结合,提出了一种新的混合求解方法;只需机器人进行两次正交平移运动及分别对标定板成像一次,即可标定手眼旋转矩阵R,再指导机器人移动到标定板原点,即可求解手眼平移矩阵T。以自主研发的平方六轴串联机器人为实验对象,应用所提出方法求解出手眼关系,并用传统方法对所求结果进行分析,证明该方法误差在1 mm以内,不需要求解复杂的传统方程,且准确度高、易实现。     

Performance of Non-Contact Linear Actuators Driven by Surface Acoustic Waves*

A new kind of non-contact linear actuator （motor） driven by surface acoustic waves （SAWs） is presented, in which the stators are made from SAW delay lines using 128° YX-LiNbO3 substrates. A fluid layer is introduced between the slider and the stator of the actuator, and the slider is a circular aluminum disk suspended on the surface of the liquid （water） layer. As the SAW is excited on the stator, the SAW is converted to a leaky wave in the interface of the stator and the liquid, and then propagates into the liquid. Owing to the nonlinear effect of wave propagation, acoustic streaming is generated, which pushes the slider to move. By the experiments, the relations between the slider velocity and the experimental parameters, such as the exciting voltage of the SAWs, the thickness and the kinematic viscosity of the liquid layer, are obtained.