考虑运动受限的履带式移动机器人轨迹跟踪控制

针对履带式移动机器人的轨迹跟踪控制问题进行研究,首先,建立了履带式移动机器人的运动学模型和跟踪误差模型；其次,设计了转速有限时间控制和线速度滑模控制的轨迹跟踪控制律,并给出了考虑运动受限作用下的控制律修正表达式；最后,基于MATLAB对所提控制律进行仿真,对比分析了不考虑运动受限情况下跟踪控制效果;结果表明,设计的跟踪控制律能够实现履带式移动机器人对圆轨迹的有效跟踪,且考虑运动受限作用的控制律更加符合实际;文章研究分析了运动受限作用对于移动机器人轨迹跟踪控制的影响,分析结果对其他移动机器人的运动控制研究具有参考价值。     

起重机油气悬挂系统非线性刚度和阻尼特性的研究

以德国CXP1032起重机为研究对象，在理论得到验证的基础上，应用MATLAB语言进行计算机仿真的方法，探讨其刚度特性和阻尼特性的非线性变化规律并作定性定量的说明，对时一步探讨其减振性能具有指导性的作用。     

激光准直检测仪的研制及其应用开发

检测仪的研制，是从工程中数量甚大的桥式起重机的安全性检测中，国家规范要求甚高而实际检测手段简陋的矛盾提出的。装置充分利用激光束的直线性和传输过程中光斑中心不变、光强较高的特性；通过集光、机、电为一体的测尺直接读出数据。应用这套装置，已进行１１台双梁桥式起重机箱形主梁的变形测定，结果表明：这套装置在现场使用方便，精度与检测要求匹配，装置价格不高，对工程单位比较实用。１９９５年获国家实用新型专利     

基于PLC模糊自适应PID门座式起重机变频调速系统的设计与实现

为了进一步提高门座式起重机控制系统的平稳性和可靠性,在研究传统的起重机控制系统的基础上,设计了基于PLC模糊自适应PID的起重机变频调速系统,利用先进的模糊自适应PID算法与PLC控制技术相结合实现智能变频控制。系统直接由PLC实现函数运算取代常规的查表方式,改善调速性能,实现了变频调速系统的快速控制;同时,通过PLC对起重机变频器进行无触点控制,有效提高了的准确可靠性。仿真结果表明：加入模糊自适应PID控制的起重机变频调速系统比传统系统响应速度快,超调量低于3%,更加平稳可靠;同时降低了起重机功耗,节能近20%,并有效延长了电动机的使用寿命。     

改进路径规划算法在桥式起重机中的应用

原有的桥式起重机路径规划算法是以路径最短为目标函数,规划得到的路径存在多个拐点,在实际操作中由于起重机大车和小车的频繁起制动,使负载摆动较大且耗费了大量时间,严重影响了桥式起重机转载的效率;在分析桥式起重机自身结构和运行系统特点的基础上,通过改变原有替补栅格集合使大车和小车交替运行,同时将拐点的数量结合到路径规划算法的目标函数中,规划得到了无斜线,拐点少且路径短的最优路径;通过仿真与实验,对比得到在实际转载中改进算法得到的路径用时较短,证明了改进后的路径规划算法在实践上的可行性。     

小型履带式移动机器人控制系统设计

针对小型履带式移动机器人,设计了遥控与自主返航模式相结合的控制体系结构,并对机器人自主定位及路径跟踪技术进行重点介绍;信号正常的情况下,机器人在遥控模式下工作,信号中断后,启动自主返航模式,机器人根据路径规划的轨迹行驶到目标点;自主返航模式下,采用传感器信息融合技术提高了机器人定位精度,基于已有路径进行点跟踪控制,设计机器人跟踪控制律;基于履带式移动机器人平台及所述控制系统,对任意给定路径进行跟踪实验;结果表明,机器人可沿给定路径到达终点,且行驶轨迹光滑,验证了定位方法的精度以及跟踪控制律的有效性。该控制系统设计简单,可移植性高,可广泛应用于地面移动机器人领域。     

电动桥式起重机负载升降过程的系统动力学模拟

从系统的角度考虑电动桥式起重机起升机构工作过程中的动力学模拟问题。首先,由系统的拉格朗日函数、约束条件和电机的磁共能定义修正的拉格朗日函数;随后,应用Hamilton原理和三相感应电机瞬态模型得出起升机构工作过程中电动桥式起重机系统的运动方程。为验证模型的效果,本文还进行了转子串电阻速度控制系统控制下的32t电动桥式起重机吊运额定负载下降过程的数值模拟,分析了高速浮动轴扭转刚度以及制动过程中转子电阻的配置方案对系统动力响应的影响。模拟结果表明,制动过程中起升机构高速浮动轴所受载荷远大于起动过程中所受载荷,制动开始时在电机转子电路中增加一级较大的外串电阻有利于减小下降制动阶段系统中的动载。     

基于绝对节点坐标法的弹性线方法研究

相比于浮动坐标系法, 绝对节点坐标法(absolute nodal coordinateformulation, ANCF)在处理柔性体非线性大变形问题上具有显著优势,ANCF将单元节点坐标定义在全局坐标系下,采用斜率矢量代替节点转角坐标, 具有常数质量阵,不存在科氏离心力等优点, 然而弹性力阵为非线性项,其求解将比较耗时且占用资源. 据此, 在弹性力求解方法中,引入弹性线方法(elastic line method, ELM),该方法将格林--拉格朗日应变张量定义在中心线上,采用曲率公式来定义弯曲应变, 转角公式来定义扭转应变.同时采用有限元法对三维柔性梁位移场进行离散,求解梁单元常数质量阵、广义刚度阵、广义力阵,进而得到单元的动力学方程, 通过转换矩阵得到三维梁的动力学方程.接着从理论上指出连续介质力学方法(continuum mechanics method,CMM)和弹性线方法在求解弹性力上的不同点, 并编制动力学仿真软件.最后分别采用连续介质力学方法和弹性线方法对柔性单摆以及履带式车辆的动力学问题进行仿真分析,结果表明:弹性线方法能在保证精度的前提下有效提高计算效率.      

锂电池混合动力轮胎吊AFE变换器控制策略研究

针对传统采用不可控AC/DC变换器的混合动力轮胎式起重机系统,直流母线电压泵升导致的柴油发电机空转,造成能量浪费的问题。采用可控的有源前端变换器取代不可控的二极管整流,建立了AFE功率外环电流内环以及电压外环电流内环两种双环控制方法以实现柴油发电机输出功率的高效利用。运用matlab/simulink搭建了仿真模型,分别进行了锂电池混合动力RTG系统重载、轻载、空载下的动态仿真,仿真结果表明,两种双环控制方法均能实现锂电池混合动力RTG系统柴油发电机的恒功率输出,控制系统具有较好的动态性能。