基于速度逆运动学的六足步行机器人位姿闭环控制

六足步行机器人位姿控制系统是强耦合冗余非线性系统,对单腿速度逆运动学进行研究,建立六足步行机器人速度逆运动学模型,对六足步行机器人位置和姿态进行解耦控制。对机器人位置和姿态采用比例控制策略,建立机器人位置控制闭环和姿态控制闭环实现六足步行机器人位姿闭环控制。基于六足步行机器人平台,由MATLAB和ADAMS建立六足步行机器人仿真模型,并对六足步行机器人位姿闭环控制进行联合仿真,仿真结果验证了六足步行机器人位姿闭环控制方法的正确性。     

基于数据约束的植物叶柄三维形态交互建模方法

提出了一种基于真实数据并保持原始参数不变的植物叶柄器官建模方法。首先通过叶柄长度、叶柄半径参数建立柄的三维模型,并加入表面绒毛的模拟以增强真实感;为了丰富模型的形态,提出了基于交互的形态调整方法,该方法以关节链及逆向运动学为基础,辅以误差补偿算法,使交互调整过程中模型的原始参数(长度、半径)保持不变。试验结果表明,该方法可以快速、灵活地构建出叶柄器官的三维形态,具有较好的真实感效果,且变形过程中参数的变化很小。     

植保无人机喷洒作业雾滴飘移的质点运动学分析

为了研究雾滴飘移对植保无人机喷洒作业质量的影响,基于多相流理论和质点运动学方法,对植保无人机喷洒的雾滴其受力和运动轨迹进行了理论分析与数学建模.在对近地面层和层流副层风速进行假设的基础上,即假设风速测量高度范围内的风速近似为线性函数分布,进行方程耦合迭代求解,分析了雾滴直径、飞行高度、飞行速度大小和航向、风速大小和风向、雾滴初始速度大小和方向对雾滴飘移的影响.进一步讨论了各因素之间耦合作用对雾滴飘移的影响,得到雾滴飘移浓度分布情况.结果表明:风速和风向对雾滴飘移距离影响较大;雾滴飘移距离和初始速度角度呈二次函数分布,在所给条件下经计算得出初始速度角在20°左右飘移距离最近;雾滴飘移主要集中分布在喷嘴周围,并且呈散射状分布.     

基于非线性模型预测控制的农用拖挂车避障控制器研究

为实现农用拖挂车的避障控制,设计了一种基于非线性模型预测控制的避障控制器。考虑到农用拖挂车的避障控制需要同时顾及拖车与挂车的位姿状态,基于刚体运动学和非完整约束条件推导了农用拖挂车的运动学模型,并基于该运动学模型建立了农用拖挂车的位姿状态预测模型。在此基础上,基于改进的禁区惩罚函数设计了优化目标函数,从而完成了基于非线性模型预测控制的农用拖挂车避障控制器的设计。仿真结果表明,农用拖挂车避障控制器能够在较复杂工况下同时控制拖车与挂车实现避障,农用拖挂车各车桥端点轨迹与障碍物中心之间的最小距离减去障碍物半径与安全裕度之和的结果均大于或等于0 m。     

形态可重构移动机器人行走机构设计与分析

基于用移动机器人代替农民在农田复杂环境下进行劳作、减轻农民作业负担的理念,提出一种轮/履形态可重构移动机器人。该移动机器人由4个相同结构的轮/履形态可重构行走单元以及车体组成,具有轮式和履带式2种行走姿态,以便适应野外复杂地形。轮/履运动形态的可重构可以通过轮/履形态转换装置实现。建立了形态可重构单元的运动学模型、数学模型以及动力学模型,并推导了行走单元的数学模型,得到行走单元机器人在攀越台阶越障时机器人摆杆角度与台阶高度h的关系,以及能够攀爬的坡度范围。在Simulink以及ADAMS中建立了行走单元虚拟样机以及仿真环境,并设计了样机。通过对虚拟样机仿真以及Matlab理论值计算,末端速度和加速度的仿真值与理论值误差的数量级仅在10-8～10-6之间,验证了其数学模型以及运动学模型的正确性。     

机械系统虚拟样机软件原型的实用化研究

概述了机械系统虚拟样机仿真软件的作用与现状，采用软件工程学中的原型开发思想，分析了从软件原型到实用化、商品化以及产业化的开发过程，提出了机械系统虚拟样机软件实用化的基本内容和要求，应用多刚体系统动力学理论和面向对象的分析与设计方法，从数学建模、拓扑结构、约束类型、运动学动力学分析、数据交换以及人－机接口等方面进行了讨论。     

全球气候异常（ENSO事件的发生）对我国褐飞虱大发生的影响

 通过对30多年来ENSO事件的发生与我国褐飞虱发生关系的研究，探讨全球气候异常对我国褐飞虱迁飞和种群发展动态的影响。结果表明：在南方涛动强烈异常的当年，我国褐飞虱将为大发生年；在厄尔尼诺或反厄尔尼诺事件的当年，为中到大发生年；在ENSO事件的间歇期，为轻发生年。     

基于反DEM和HSV变换的遥感图像反立体校正

为解决遥感图像反立体现象给使用者带来的不便,加强遥感图像的使用.提出一种基于反DEM结合太阳光照和HSV颜色变换的遥感图像反立体校正方法,并以高黎贡山地区的IRS遥感图像为例与原有的方法进行了对比试验.结果表明:所提出方法在原始图像色彩保留、原始图像阴坡区域的校正效果及原始图像光谱信息保留方面都要优于原有方法.     

番茄收获机械手工作空间分析与仿真

采用Denavit-Hartenberg坐标系,通过齐次变换法建立了7自由度番茄收获机械手的正运动学方程,利用蒙特卡洛方法对机械手工作空间进行仿真和分析.结果表明,番茄收获机械手工作空间内部工作点密集且分布均匀,能够满足番茄采摘高效作业的要求.蒙特卡洛法求解速度快,能够简单、直观形象地描绘机械手的工作空间.     

主副连杆式曲柄连杆机构运动学的集成化设计

根据主副连杆式曲柄连杆机构独特的运动规律,基于UGNX软件实现了使主、副气缸的活塞运动行程、位移、速度和加速度差异最小化的连杆机构的最佳几何参数,并以参数化曲线的方式再现了运动学之变化历程,为后续的动力学分析和发动机整机开发打下了基础。