检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报（自然科学版） 2020年第12期51卷 3407-3417页

作者：赵劲松孙鑫宇董杰王春发徐嘉祥王志鹏燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室河北秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

针对液驱并联机构多维力加载系统频响低、耦合力强、参数时变和模型摄动的问题,提出一种改进的滑模控制策略以提高系统响应速度与输出精度。首先,建立多维力加载系统刚柔混合动力学模型与液压系统模型,推导不同位姿下系统闭环传递函数,... 详细信息

针对液驱并联机构多维力加载系统频响低、耦合力强、参数时变和模型摄动的问题,提出一种改进的滑模控制策略以提高系统响应速度与输出精度。首先,建立多维力加载系统刚柔混合动力学模型与液压系统模型,推导不同位姿下系统闭环传递函数,分析各通道间耦合力产生机理。其次,考虑多维力加载系统模型实际质量矩阵和刚度矩阵的不确定性,提出名义矩阵补偿方法。基于系统补偿模型,构建滑模控制器名义模型,进而利用力跟踪误差确定控制器二阶滑模面,探索滑模面收敛条件,分析控制参数对力跟踪误差收敛速度的影响。在此基础上,采用线性化反馈技术,确定滑模控制律。最后,根据李雅普诺夫定理分析提出的控制结构稳定性,得到渐进稳定的充分条件。研究结果表明:在工作频段,相较于传统PI控制,滑模控制的多维力加载系统通道间耦合力范围减小86.5%,耦合力矩范围减小66%;广义质量矩阵和广义刚度矩阵的非对角性是多维力加载系统产生耦合力的主要因素,改进的滑模控制器能够克服多维力加载系统的建模误差,提高系统的动态响应速度及对外部扰动的鲁棒性。

关键词：电液伺服并联机构多维力加载力耦合变结构控制

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液压凿岩机器人机械臂轨迹规划研究

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中国工程机械学报 2021年第4期19卷 289-294页

作者：郭锐石月李永涛覃艳明赵静一燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学河北省特种运载装备重点实验室河北秦皇岛066004

针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法。构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规... 详细信息

针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法。构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规划。搭建机械臂液压系统运动轨迹跟踪仿真模型,获取仿真环境下多液压缸协同控制的运动规律,根据不同轨迹曲线结合液压系统的各部分变量进行参数合理匹配与控制策略优化,从而进行了液压凿岩机器人机械臂轨迹规划验证。研究结果表明:五次多项式的规划方法能精确跟踪期望的关节运动轨迹,同时满足平稳运动和低耗能的要求。

关键词：液压凿岩机器人机械臂运动学轨迹规划

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微型高速轴向柱塞泵动力学特性分析

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液压与气动 2021年第10期45卷 8-15页

作者：叶绍干李旭侯亮卜祥建赵守军刘会祥厦门大学机电工程系福建厦门361021 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 北京精密机电控制设备研究所北京100076

微型高速轴向柱塞泵动力学特性影响其工作性能和寿命,主轴与缸体的振动响应以及质心轨迹可反映其动力学特性。对微型高速轴向柱塞泵结构进行合理简化,建立了其运行工况下的动力学模型。分析了工况压力21 MPa,转速分别为18000,20000,2300... 详细信息

微型高速轴向柱塞泵动力学特性影响其工作性能和寿命,主轴与缸体的振动响应以及质心轨迹可反映其动力学特性。对微型高速轴向柱塞泵结构进行合理简化,建立了其运行工况下的动力学模型。分析了工况压力21 MPa,转速分别为18000,20000,23000 r/min时,主轴与缸体的振动位移频谱、倾覆角度频谱和质心轨迹;分析了工况转速20000 r/min,压力分别为14,21,28 MPa时,主轴与缸体的振动位移频谱、倾覆角度频谱和质心轨迹。研究结果表明:振动位移需关注偶倍频,倾覆角度需关注奇倍频,部分谐波振动响应随压力的增大而增大,主轴与缸体的质心轨迹呈扇叶形状。

关键词：微型高速轴向柱塞泵动力学模型振动响应质心轨迹

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基于相对精度指标的机器人运动学校准

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浙江大学学报（工学版） 2020年第7期54卷 1316-1324页

作者：毛晨涛陈章位张翔祖洪飞浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310000 杭州亿恒科技有限公司浙江杭州310011 浙江理工大学机械工程与自动控制学院浙江杭州310000

针对工业机器人在激光切割、弧焊等应用领域对相对精度的指标要求,结合鲁棒的极小极大优化理论,提出基于相对精度指标的运动学结构参数校准方法.通过最小化3个靶球对应的最差相对定位误差,保障前、后两位型间的相对定向精度,构建包含约... 详细信息

针对工业机器人在激光切割、弧焊等应用领域对相对精度的指标要求,结合鲁棒的极小极大优化理论,提出基于相对精度指标的运动学结构参数校准方法.通过最小化3个靶球对应的最差相对定位误差,保障前、后两位型间的相对定向精度,构建包含约束的非线性优化问题;使用二次序列规划方法对原问题进行近似,通过主二元子梯度算法在满足不等式约束的条件下快速搜索局部最优解,实现对由于部件制造和装配等环节引入机器人结构参数误差的辨识.进行补偿并精度验证后的实验结果表明,六轴机器人IRB2600的相对定位及定向精度分别提升了67.98%和24.32%,七轴机器人IRB14000分别提升了90.61%和74.61%.

关键词：运动学校准相对精度极小极大优化工业机器人

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基于柔性致动器的手功能康复机器人控制系统研究

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中国工程机械学报 2021年第5期19卷 425-429页

作者：杨濛卞永明张圣良季鹏成同济大学控制科学与工程系上海201804 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 同济大学机械与能源工程学院上海201804 上海骥虎机器人科技有限公司上海200092

随着我国脑卒中发病率呈现出爆发式增长的趋势,穿戴式手功能康复机器人引起了社会的广泛关注。为了实现基于柔性致动器的手功能康复机器人的自动康复训练控制,设计了控制系统的气动回路和控制电路。根据患者不同病情的康复需求,开发了... 详细信息

随着我国脑卒中发病率呈现出爆发式增长的趋势,穿戴式手功能康复机器人引起了社会的广泛关注。为了实现基于柔性致动器的手功能康复机器人的自动康复训练控制,设计了控制系统的气动回路和控制电路。根据患者不同病情的康复需求,开发了包括被动、镜像两种训练模式在内的控制程序。为了评估所设计控制系统的性能,在两种训练模式下针对手功能康复机器人样机分别进行了系统测试。测试结果证明:所设计的控制系统能够快速有效地实现自动康复训练,具有较好的使用效果,可被应用在基于柔性致动器的手功能康复机器人实际的研发项目中。

关键词：柔性致动器手功能康复机器人控制系统

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新型流量自平衡泵控非对称液压缸运行特性试验研究

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机械工程学报 2020年第8期56卷 257-264页

作者：赵斌郭伟伟葛磊郝云晓权龙太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验太原030024 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

降低液压系统能耗,最直接有效的方法是采用无节流损失的闭式泵控技术,通过改变泵转速或排量,使泵输出流量和压力与负载匹配。但对于应用面超80%的非对称液压缸,存在液压泵两个油口流量与液压缸两腔流量不一致的问题,必须增设复杂的补油... 详细信息

降低液压系统能耗,最直接有效的方法是采用无节流损失的闭式泵控技术,通过改变泵转速或排量,使泵输出流量和压力与负载匹配。但对于应用面超80%的非对称液压缸,存在液压泵两个油口流量与液压缸两腔流量不一致的问题,必须增设复杂的补油回路,并且当负载或运行速度方向发生变化时,需要补油回路快速准确切换,否则容易导致吸空和大的压力冲击,尤其是轻载工况,两腔压力接近时,系统稳定性更差。为了解决泵控系统的这些问题,创新设计出一种可平衡非对称液压缸流量的三配流窗口流量自平衡液压泵,结构上实现液压泵与液压缸流量始终一致,不需要增设复杂的补油回路即可实现液压缸平稳驱动。为验证新设计方案可行性,首先从原理上分析流量自平衡液压泵的工作特性,并设计制造出试验样机。在此基础上,研究采用制造的液压泵驱动非对称液压缸的运行特性。结果表明,采用新设计流量自平衡液压泵不需要增设复杂的大流量补油回路,即可平稳驱动非对称液压缸;当控制腔发生变化时,液压缸速度与转速之比变化非常小。

关键词：阀控系统闭式泵控补油回路节能

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胶质母细胞瘤多模态磁共振图像自动分割

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浙江大学学报（工学版） 2019年第2期53卷 355-363页

作者：赖小波张学群许茂盛浙江中医药大学医学技术学院浙江杭州310053 浙江大学流体传动与控制国家重点实验室浙江杭州310027 浙江中医药大学第一临床医学院浙江杭州310006

针对大多数传统胶质母细胞瘤(GBM)多模态磁共振(MR)图像分割算法未能将整个肿瘤细分为不同子区域的问题,提出基于混合特征和先验知识的GBM多模态MR图像自动分割算法.配准GBM多模态MR图像,将头部区域方位调整到近似未旋转位置,并利用N4IT... 详细信息

针对大多数传统胶质母细胞瘤(GBM)多模态磁共振(MR)图像分割算法未能将整个肿瘤细分为不同子区域的问题,提出基于混合特征和先验知识的GBM多模态MR图像自动分割算法.配准GBM多模态MR图像,将头部区域方位调整到近似未旋转位置,并利用N4ITK法进行偏置场校正.在提取GBM多模态MR图像局部位置特征、强度特征、纹理特征、对称特征和上下文特征后,应用随机森林分类器初步分割GBM多模态MR图像.考虑GBM肿瘤解剖结构先验知识,移除小区域和中值滤波后得到最终分割结果.以Dice相似性系数作为评价指标,利用所提出的算法对TCGA-GBM和CH-GBM数据库中整个肿瘤进行分割,获得的平均Dice相似性系数分别为0.871、0.882.结果表明,该算法能以较高的准确率分割GBM多模态MR图像,适用于临床GBM多模态MR图像分割任务.

关键词：胶质母细胞瘤(GBM) 多模态磁共振(MR)图像自动分割混合特征先验知识

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基于变排量液压泵/马达的电液混合驱动曳引电梯节能系统研究

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液压与气动 2020年第9期44卷 153-160页

作者：张杰赵斌郝云晓太原理工大学新型传感器与智能控制教育部/山西省重点实验室山西太原030024 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

在普通曳引电梯运行过程中,当处于轻载上行和重载下行工况,曳引机处于发电状态,再生能量通过制动电阻消耗掉,不仅造成了能量的浪费,而且还增加了机房的散热负担。为解决上述问题,提出并设计了一种采用变排量液压泵/马达的电液混合驱动... 详细信息

在普通曳引电梯运行过程中,当处于轻载上行和重载下行工况,曳引机处于发电状态,再生能量通过制动电阻消耗掉,不仅造成了能量的浪费,而且还增加了机房的散热负担。为解决上述问题,提出并设计了一种采用变排量液压泵/马达的电液混合驱动曳引电梯节能系统。该系统可将曳引机处于发电状态时产生的能量储存在蓄能器中,当电梯处于电动状态时,蓄能器能量释放,辅助曳引机驱动。研究中,在SimualtionX中建立了考虑蓄能器压力脉动及曳引机负载转矩变化的电-液联合仿真模型,并基于曳引机的运行特性,建立了变量泵/马达的流量动态模型。仿真获取了曳引机的能耗及转矩的特性,并与传统电梯及采用定排量泵/马达节能系统电梯的电机能耗进行比对分析。结果表明,采用变排量液压泵/马达来吸收和释放电梯运行时所产生的能量能够最大限度的达到能量的回收利用,与定排量节能曳引电梯相比,节能效果可达到10%~40%。

关键词：曳引电梯电液混合驱动能量回收利用节能

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基于改进粒子群算法的液压同步提升控制

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机电一体化 2021年第3期27卷 30-36页

作者：卞永明陈启凡杨濛陆亮同济大学机械与能源工程学院上海201804 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 同济大学控制科学与工程系上海201804

针对液压同步提升系统的PID参数选取困难的问题,建立了基于位移主从控制策略的液压同步提升系统的数学模型,提出了基于改进粒子群算法的PID控制参数优化方法。为评估该算法的寻优性能,在MATLAB/Simulink环境下对液压同步控制系统模型进... 详细信息

针对液压同步提升系统的PID参数选取困难的问题,建立了基于位移主从控制策略的液压同步提升系统的数学模型,提出了基于改进粒子群算法的PID控制参数优化方法。为评估该算法的寻优性能,在MATLAB/Simulink环境下对液压同步控制系统模型进行仿真实验。仿真结果表明,改进粒子群算法有较快的寻优速度,得到的PID控制参数具有较好的控制性能,对工程施工人员制定液压同步提升控制方案具有良好的借鉴意义。

关键词：同步提升粒子群算法 PID

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基于梯度分类的复杂背景椭圆快速检测方法

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浙江大学学报（工学版） 2018年第5期52卷 943-950页

作者：吴晨睿张树有何再兴浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027

针对复杂背景下椭圆特征由于重叠、缺失、嵌套等原因导致的检测效率低、误检率高的问题,提出基于梯度分类与多边形辨识的椭圆快速检测方法.该方法通过边缘检测算子对采集的图像进行预处理,获取图像边缘的梯度信息.根据边缘灰度梯度与凹... 详细信息

针对复杂背景下椭圆特征由于重叠、缺失、嵌套等原因导致的检测效率低、误检率高的问题,提出基于梯度分类与多边形辨识的椭圆快速检测方法.该方法通过边缘检测算子对采集的图像进行预处理,获取图像边缘的梯度信息.根据边缘灰度梯度与凹凸性将边缘线分为4类圆弧特征,通过对4类圆弧特征的聚类初步确定备选的椭圆集合.利用椭圆内包多边形为凸多边形的特点,对候选椭圆集合进行快速辨识.应用非迭代几何最小二乘法拟合椭圆参数,通过椭圆残差判定与椭圆的去伪过程,获得最终的椭圆特征.实验结果表明,该方法在椭圆检测效率与准确性上较经典算法均有提升.

关键词：椭圆检测圆弧特征边缘梯度多边形辨识最小二乘法

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