电厂冷凝器清洗机器人设计与控制方法研究

提出了面向电厂冷凝器清洗的新方法,它以高压水清洗为主、以化学药剂清洗为辅,通过智能清洗机器人实现电厂冷凝器的自动化在线清洗.首先设计了水下冷凝器清洗机器人的体系结构,给出了清洗机器人的机械与电气结构,在此基础上,为实现机器人的高效清洗,设计了机器人的分布式控制系统,提出了水下作业环境下二关节机器人的控制方法,建立了模糊高斯基神经网络控制系统结构,通过BP学习算法进行神经网络训练.最后,仿真实验表明:提出的控制方法在动态性能和稳定性方面优于传统的控制方法,非常适用于水下环境的清洗控制.     

基于清洁度的冷凝器污垢监测方法研究

衡量冷凝器运行状况的污垢系数容易受到多种因素的影响,故以污垢系数为基础来判断冷凝器水侧壁管脏污的情况, 会产生很大的误差.本文提出清洁度的定义,从而将冷凝器汽侧空气量、水管壁的污垢程度、冷凝器管束布置系数等因素对凝汽器总体传热系数的影响分离开来,能够更准确地诊断凝汽器的污垢程度,为凝汽器的合理清洗提供依据.实验数据表明,当冷凝器的运行出现以下变化如冷凝管堵塞、自动清洗装置停运、空气漏入量较大时,清洁度能够取得比T-S模型、热阻法、RBF神经网络更精确的测量结果,对冷凝器的高效运行具有重要的工程意义.      

一种新型双吸盘机器人模型及控制系统的研究

近年来,随着国内经济的发展,渔业生产水平的不断提高,渔船的数量巨大,城市高层建筑成倍增长。但渔船外壁的检测、清洗、除锈以及高楼外壁的清洗由人工完成,不仅投入大,效率低,费工费时,而且极其危险。因此,需要研究开发一种能携带清洗装置或其他功能部件的爬壁机器人。我们研制了一种小型的双吸盘结构的爬壁机器人模型,与其他类型的爬壁机器人模型相比,这种模型具有结构简单、稳定可靠、操作方便、成本低廉,便于大量生产等特点。由于以上特点,该机器人可应用于大量渔船的清洗和养护,也可以在一只渔船上同时采用多个机器人作业,大大改善…     

一种新型双吸盘机器人模型及控制系统的研究

近年来,随着国内经济的发展,渔业生产水平的不断提高,渔船的数量巨大,城市高层建筑成倍增长。但渔船外壁的检测、清洗、除锈以及高楼外壁的清洗由人工完成,不仅投入大,效率低,费工费时,而且极其危险。因此,需要研究开发一种能携带清洗装置或其他功能部件的爬壁机器人。我们研制了一种小型的双吸盘结构的爬壁机器人模型,与其他类型的爬壁机器人模型相比,这种模型具有结构简单、稳定可靠、操作方便、成本低廉,便于大量生产等特点。由于以上特点,该机器人可应用于大量渔船的清洗和养护,也可以在一只渔船上同时采用多个机器人作业,大大改善…     

一种基于反步法的移动机器人运动控制算法

针对球形机器人、独轮机器人和双轮机器人的一种共同运动方式,提出一种稳定的运动控制算法。首先,将运动控制方式简化为平面内均质圆盘的垂直运动,并基于拉格朗日法建立了具有链式形式的非完整运动模型;其次,利用反步法设计一种反馈控制算法,并证明了该算法是原点渐进稳定的。仿真结果表明该算法是可行的、有效的。     

苹果采摘机器人手臂控制研究

为解决苹果采摘机器人机械手臂控制的稳定性问题,基于拉格朗日力学原理建立了机器人手臂数学模型,设计了机器人手臂控制器。根据控制需要将机器人手臂的控制区域化分为伸展区域和采摘区域：伸展区采用基于正弦和斜坡函数的控制策略向机器人手臂系统输入能量,以保证机械人手平滑地到达采摘区;采摘区采用线性模型分析机器人手臂在该区附近运动规律,判断系统的可控性,设计出线性模型的二次最优控制策略（LQR）。仿真结果表明：该控制器使得苹果采摘机器人手臂到达采摘区后的稳定时间≤2s,满足控制器设计的精度要求,可完成自然光照下对成熟苹果的采摘。     

网箱养殖水下清洗装置设计

针对深远海网箱养殖需求,基于高压水射流技术设计了网箱水下自动清洗装置。对清洗装置进行了结构设计,分析了装置的工作原理。根据要求对装置主要参数进行选配分析,设计装置相关性能参数为流量15 L/min、工作压力20 MPa,该清洗装置清洗效率高,综合性能能够满足设计要求。     

慧鱼模型在森林工程专业机器人技术教学中的应用

慧鱼模型提供了机器人搭建和软件设计平台,操作简单,降低了机器人的制作难度,是培养学生动手制作能力,提升学习能力的有效途径。结合森林工程专业机器人技术课程的教学目标,根据机器人运动学设计的基本要求,通过采用慧鱼模型构建寻光避障机器人模型,对其机构创新设计进行探索研究,并使用慧鱼模型专用软件ROBO Pro模版化语言,对模型编写控制程序,分析并验证了寻光避障机器人的控制方法,建立了实物模型。该方案可以应用到森林工程专业机器人技术课程教学改革中,提高学生的参与兴趣与创新精神。     

大棚喷雾作业机器人的行为控制与路径规划

在建立大棚喷雾作业机器人运动学模型的基础上,介绍了机器人沿墙走的行为策略,分析了传统人工势场法存在的3个问题:不可达问题、路径震荡以及局部稳定问题.针对不可达问题,将机器人与目标点的相对距离引入到斥力函数中,构建了新的斥力函数,使机器人能够顺利到达目标点.在路径震荡及局郎稳定问题中,引入了沿墙走行为策略,使机器人能够摆脱障碍物的同时,稳定地到达目标点.     

深水水下分离器承压结构强度的可靠性

深水水下分离器服役环境下的载荷工况复杂,服役寿命易受多种因素影响。为了确保深水水下分离器服役期间的安全可靠性,进一步研究不同材料水下分离器承压结构的强度可靠性与设计尺寸及加工材料性能之间的定量关系,采用蒙特卡罗法,以承压结构壁厚、材料屈服强度等参数为随机输入变量,建立了承压结构串联系统模型,并且通过外压试验验证了模型的准确性。通过模拟承压结构设计参数的随机性,得到承压结构的应力强度分布特征和各参数对结构强度可靠性的敏感性和灵敏度。算例分析表明:在2 000 m深水条件下,水下分离器承压结构的可靠度达到99.565 3%,筒体壁厚是影响承压结构可靠性的最主要因素,该研究结果可为深水水下分离器的优化设计提供必要的技术参考。     

一种无需对象模型的自适应控制方法

研究了一种无需对象模型的自适应控制方法，使用该方法能对机理复杂，对象模型难以确定的系统实现有效的控制。     

基于LS-SVM的采摘机器人运动变结构控制

为了提高采摘机器人控制的精度，提出了一种基于支持向量机的变结构控制方法。利用支持向量机在线调整变结构控制律中的控制参数，克服了常规变结构控制方法中需预先设定趋近律参数的限制，既保留了传统趋近律的优点，又有效的改善了系统的控制品质，消除了系统抖振，使系统最终以理想方式在滑模面上运动，理论分析和仿真结果表明了所提出方法的有效性。     

采摘机械臂的自适应神经网络滑模控制

针对采摘机械臂的位置终端的精确控制问题,提出了一种将自适应神经网络与滑模控制相结合的控制策略.首先通过神经网络来估计系统模型中的不确定性,提出了一种具有神经网络补偿作用的滑模控制器,基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性,并改善了系统的动态性能.仿真试验表明,该控制方法能够有效地削弱抖振现象,具有很好的鲁棒性和动态特性.     

基于数据手套的遥控小车控制系统

针对目前智能小车主要采用手柄、键盘等方式实现遥控操作而存在功能单一、携带不便、操控不直观等缺点，提出采用数据手套实现智能小车的遥控操作，取得了良好的控制效果。介绍该系统的总体结构与基本工作原理，阐述采用数据手套实现智能小车遥控的具体设计方法，并研制出样机对其控制效果进行实验验证，结果表明：该控制系统能满足智能小车的各项控制要求，具有较好的应用价值。     

用同源模建方法预测蔷薇科斜条卷叶蛾信息素结合蛋白的三维结构

[目的]预测蔷薇科斜条卷叶蛾(Choristoneura rosaceana)信息素结合蛋白的三维结构。[方法]用同源模建的方法构建蔷薇科斜条卷叶蛾信息素结合蛋白的三维结构,并分别用Procheck、Verify_3D、Errat、ProSa2003等程序对模建结构的可靠性进行评价。[结果]模建结构显示蔷薇科斜条卷叶蛾的信息素结合蛋白由6个α-螺旋和连接这些螺旋的回折构成,底物结合口袋成锥形的特征,6个保守的半胱氨酸形成3个对结构起稳定作用的二硫键。[结论]预测结构可靠,为蔷薇科斜条卷叶蛾的研究及虫害的防治奠定了理论基础。     

基于辨识模型的半主动悬架控制策略研究

依据悬架实体在ADMAS中建立1/4悬架模型并采用遗传算法辨识模型参数，得到了一个更能真实反映悬架性能的简化辨识模型.在此简化辨识模型的基础上分析了几种基于天棚阻尼原理的控制方法的特点，提出了一种基于免疫优化的混合阻尼半主动控制方法仿真结果表明，基于免疫优化的混合阻尼半主动控制方法能够改善被动悬架的性能；在一定控制指标下，混合阻尼控制对被动悬架性能的改善优于天棚阻尼控制和地棚阻尼控制.     

断层作用下海底管道应变的改进解析分析方法

活动断层是海底管道的主要地质灾害威胁之一,断层作用下管道会产生过量的轴向变形而失效。提出一种改进的走滑断层作用下海底管道应变解析分析方法:根据线性强化模型考虑了管材的非线性本构关系,通过理想弹塑性本构的非线性土弹簧模型准确计算土壤非线性约束对管道结构响应的影响,由管道受力微分控制方程推导得到管道内轴向应变的解析结果,并给出管道伸长量的显示表达式。最终基于平衡方程和迭代计算,可以精确计算管道应力应变。对比有限元计算结果,改进后的管道应变解析分析方法较现有的推荐方法(Newmark法)计算精度更高。     

苹果花序几何造型及可视化研究

重构出植物的三维形态是数字植物研究的重要内容之一.为了实现对苹果花及花序三维形态结构的交互设计、几何建模和真实感显示,提出了精确描述苹果花序三维形态结构的数学模型及可视化方法.通过对苹果花及花序形态结构的观测分析,分别提出了描述花柄、花托、花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊三维形态结构的数学模型,并提取了模型的控制参数;进一步整合苹果花及花序的拓扑结构信息,实现了苹果花及花序的三维重建.为了增强花的真实感,提出了花柄、花托和花萼上绒毛的生成方法.结果表明,该方法可控性强,易于操作,可以精确重构出苹果花和花序的三维形态,并可实现开花过程的可视化模拟、具有较强的真实感.     

带转子电阻估计的感应电机无速度传感器控制

对于转子电阻未知的感应电机提出了一种可以估计转子电阻的转速估计方法.该方法假设定子电阻已知,用改进的电压模型估计转子磁链.然后根据感应电机的静止坐标系模型推出转速和转子电阻的表达式,在已知转子磁链的情况下,将这两个表达式看作一个二元一次方程组,解出转速和转子电阻的解析表达式,分析了这两个量的表达式的成立条件.提出了感应电机的无速度传感器控制方案.仿真研究表明,本文提出的方法能准确地估计感应电机的转速和转子电阻.     

基于自由曲面和L–system的红掌生长模型

针对红掌花卉生长可视化中参数难以确定的问题进行研究,提出推导控制点的方法,建立红掌器官模型：采用Bezier曲线结合扫描成型的方法来构造叶柄模型,采用双三次NURBS曲线对佛焰苞进行建模;运用红掌的相关表型数据拟合生长函数,提出基于红掌生长规律的微分L–system,可有效模拟红掌的拓扑结构和生长过程;通过虚拟器官表示红掌器官的几何属性,降低微分L–system的复杂度。试验验证提出的方法对红掌各项生长指标拟合度可达0.89以上,并可对每个生长阶段的红掌进行模拟,能有效地对红掌的生长过程进行建模。