采用模糊补偿滑模控制器的空间柔性机械臂振动抑制方法 被引量：1

1

作者 尚东阳 李小彭 +2 位作者 尹猛 李凡杰 周赛男 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期175-185,204,共12页

空间柔性机械臂可以安装于空间站协助宇航员开展在轨维修、航天器交会对接和太空垃圾捕获等任务。空间柔性机械臂因其细长的结构在运动过程中会出现振动现象,进而影响操作精度和飞行安全。为了减弱空间柔性机械臂的振动,采用模糊补偿滑... 空间柔性机械臂可以安装于空间站协助宇航员开展在轨维修、航天器交会对接和太空垃圾捕获等任务。空间柔性机械臂因其细长的结构在运动过程中会出现振动现象,进而影响操作精度和飞行安全。为了减弱空间柔性机械臂的振动,采用模糊补偿滑模控制策略对空间柔性机械臂的旋转运动进行控制。通过提高空间柔性机械臂的转动控制精度间接地减弱振动。首先根据假设模态法描述空间柔性机械臂的变形,使用拉格朗日原理建立了考虑了二维变形的模态和转角耦合的动力学方程。然后,利用模糊规则的万能逼近特性辨识、补偿包括柔性非线性项和外界干扰的动力学模型的不确定成分。接下来,根据李雅普诺夫函数设计模糊补偿滑模控制策略的控制律和自适应律以保证空间柔性机械臂的闭环稳定性。最后,开展了空间柔性机械臂的仿真和物理样机控制试验。试验结果表明,模糊补偿滑模控制策略可以有效地提高空间柔性机械臂的转动控制精度,间接地减弱振动幅值。与传统的滑模控制策略相比,提出的控制策略可以使转角跟踪误差绝对值的平均值下降17.86%,使横向加速度的标准差下降31.91%。 展开更多

关键词 空间柔性机械臂 滑模控制 模糊补偿 振动抑制

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2018~2020年成都市新都区小学生近视流行病学研究 被引量：27

2

作者 唐文婷 李佳倩 +3 位作者 李世贝 李静 李凡杰 喻谦 《国际眼科杂志》 CAS 北大核心 2022年第1期148-152,共5页

目的:观察新冠疫情居家隔离期(2020-01/05)前后成都市新都区小学生的近视流行病学特点。方法:横断面研究。采用随机分层整群抽样的调查方法,连续3a(2018~2020年)抽取成都市新都区4所小学的一年级到六年级学生(6~13岁),每个年级3个班共10... 目的:观察新冠疫情居家隔离期(2020-01/05)前后成都市新都区小学生的近视流行病学特点。方法:横断面研究。采用随机分层整群抽样的调查方法,连续3a(2018~2020年)抽取成都市新都区4所小学的一年级到六年级学生(6~13岁),每个年级3个班共10153人,对纳入对象行视力检查及电脑验光,视力<5.0则进行散瞳验光,记录等效球镜度(SE),并计算各年龄组近视患病率。采用卡方检验比较不同年度近视患病率的差异,单因素方差分析比较不同年度SE的差异。结果:2018、2019、2020年近视患病率分别为35.98%、36.29%、42.52%(χ^(2)=39.374,P<0.001)。6~9岁组学生2020年近视患病率明显提高(P<0.01),分别为2019年的2.20倍(6岁)、2.08倍(7岁)、1.36倍(8岁)、1.24倍(9岁)。6~9岁组学生2020年SE出现明显近视化(P<0.05),比2019年分别增长-0.34±0.76D(6岁)、-0.28±0.84D(7岁)、-0.29±1.41D(8岁)、-0.18±1.35D(9岁)。10~13岁组学生2018~2020年近视患病率及SE基本保持稳定(P>0.05)。结论:新冠疫情居家隔离期后,6~9岁学生的近视进展明显加快,应更加重视6~9岁近视防控的窗口期。 展开更多

关键词 小学生 新型冠状病毒肺炎 近视 流行病学 患病率 等效球镜度

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输电线巡检机器人位姿变化的柔性关节控制策略 被引量：28

3

作者 李小彭 尚东阳 +1 位作者 李凡杰 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1577-1583,共7页

为降低输电线巡检机器人的柔性关节输出速度的波动程度,采用极点配置方法设计柔性关节伺服驱动系统控制器参数.该参数的选择随机器人位姿变化而变化,从而使机器人柔性关节伺服驱动系统能够获得平稳的输出速度.首先建立了机器人柔性关节... 为降低输电线巡检机器人的柔性关节输出速度的波动程度,采用极点配置方法设计柔性关节伺服驱动系统控制器参数.该参数的选择随机器人位姿变化而变化,从而使机器人柔性关节伺服驱动系统能够获得平稳的输出速度.首先建立了机器人柔性关节伺服驱动系统动力学方程,并求得电机转速到电机电磁转矩的传递函数;接下来将PI控制策略应用于柔性关节伺服控制,求得控制系统闭环传递函数;然后采用相同阻尼系数的极点配置策略设计控制器参数;最后开展了巡检机器人越障情况下变位姿工况的柔性关节控制实验,结果说明可通过适当选择极点配置参数使柔性关节获得良好的输出速度. 展开更多

关键词 柔性关节 PI控制策略 伺服系统 巡检机器人 位姿变化

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减小后光学区直径角膜塑形镜矫治近视的临床观察 被引量：8

4

作者 唐文婷 李佳倩 +3 位作者 李世贝 李静 李凡杰 喻谦 《国际眼科杂志》 CAS 北大核心 2022年第8期1357-1360,共4页

目的:探讨与常规后光学区直径(6mm-BOZD)相比,减小后光学区直径(5mm-BOZD)角膜塑形镜在青少年近视矫治过程中的有效性及安全性。方法:采用前瞻性随机对照试验。选取2016-04/2019-01就诊的青少年近视患者100例100眼(均取右眼数据),球镜度... 目的:探讨与常规后光学区直径(6mm-BOZD)相比,减小后光学区直径(5mm-BOZD)角膜塑形镜在青少年近视矫治过程中的有效性及安全性。方法:采用前瞻性随机对照试验。选取2016-04/2019-01就诊的青少年近视患者100例100眼(均取右眼数据),球镜度为-1.00~-5.00D,随机分为两组:试验组患者配戴5mm-BOZD角膜塑形镜,对照组患者配戴6mm-BOZD角膜塑形镜。比较两组患者治疗1a期间的眼轴长度(AL)、等效球镜度(SE)、相对周边屈光度(RPR)、最佳矫正视力(BCVA)、裸眼近视力(NVA)、应用Efron分级记录眼前节情况、角膜滞后量(CH)、角膜阻力因子(CRF)、角膜补偿眼压(IOPcc)、平均非侵入性泪膜破裂时间(NIKBUTav)及高阶像差(RMS_(h))。结果:治疗1a后,试验组患者的AL增加0.05±0.05mm,对照组增加0.15±0.05mm(t=-8.949,P<0.001);试验组患者SE增加-0.18±0.27D,对照组增加-0.42±0.35D(t=3.609,P=0.001);两组患者在N30°、N20°、T30°位点RPR的变化均有差异(均P<0.05)。两组患者BCVA、NVA、Efron分级、CH、CRF、IOPcc、NIKBUTav、RMS_(h)比较均无差异(均P>0.05)。结论:减小后光学区直径角膜塑形镜在观察期内能安全并更有效地矫治青少年近视。 展开更多

关键词 角膜塑形镜 后光学区直径 近视 有效性 安全性

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配戴角膜塑形镜对泪液渗透压及炎症因子的影响 被引量：11

5

作者 唐文婷 李佳倩 +2 位作者 周里深 李凡杰 喻谦 《国际眼科杂志》 CAS 北大核心 2021年第7期1280-1283,共4页

目的:观察配戴角膜塑形镜后的泪液渗透压及炎症因子水平变化。方法:前瞻性随机对照试验。纳入2016-05/2019-02就诊的-1.00~-5.00D的79例青少年近视患者,随机分为角膜塑形镜组39例配戴角膜塑形镜及框架眼镜组40例配戴框架眼镜。随访观察... 目的:观察配戴角膜塑形镜后的泪液渗透压及炎症因子水平变化。方法:前瞻性随机对照试验。纳入2016-05/2019-02就诊的-1.00~-5.00D的79例青少年近视患者,随机分为角膜塑形镜组39例配戴角膜塑形镜及框架眼镜组40例配戴框架眼镜。随访观察患者治疗1a期间的平均非侵入性泪膜破裂时间(NIKBUTav)、泪液渗透压(TFO)、泪液白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNFα)表达。结果:角膜塑形镜组NIKBUTav及泪液TNFα戴镜6mo,1a、停戴后4wk与戴镜前有差异(P<0.001);TFO戴镜1、3、6mo,1a与戴镜前有差异(P<0.001);泪液IL-1β及泪液IL-6戴镜3、6mo,1a与戴镜前有差异(P<0.001)。戴镜1a角膜塑形镜组NIKBUTav(8.54±1.92s)低于框架眼镜组(12.93±2.22s)(P<0.001),角膜塑形镜组TFO、IL-6、TNFα均高于框架眼镜组(P<0.01);而IL-1β角膜塑形镜组(16.60±4.32ng/mL)和框架眼镜组(14.67±4.43ng/mL)无差异(P=0.053)。结论:配戴角膜塑形镜后,NIKBUTav降低,TFO、IL-1β、IL-6、TNFα升高,但具有可逆性。 展开更多

关键词 角膜塑形镜 青少年 近视 眼表 泪液渗透压 炎症因子

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混联汽车悬架系统减振性能分析与优化 被引量：6

6

作者 李凡杰 李小彭 +1 位作者 沃旭 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1098-1104,共7页

为进一步改善汽车悬架的减振性能,对汽车悬架结构及参数进行优化设计.基于机电相似理论,提出一种含有弹簧、阻尼器、惯容器的混联汽车悬架结构,运用多目标遗传算法对汽车悬架减振系统进行参数优化.通过求解动力学方程,在时域内分析了路... 为进一步改善汽车悬架的减振性能,对汽车悬架结构及参数进行优化设计.基于机电相似理论,提出一种含有弹簧、阻尼器、惯容器的混联汽车悬架结构,运用多目标遗传算法对汽车悬架减振系统进行参数优化.通过求解动力学方程,在时域内分析了路面脉冲激励下汽车悬架减振系统的振动响应,在频域内分析了参数优化对混联汽车悬架减振性能的影响.研究结果表明,相比于传统汽车悬架,本文所提出的混联汽车悬架结构能够有效降低汽车减振系统的共振峰值,改善汽车悬架的减振性能;相比于初始设计参数,运用多目标遗传算法得到的参数进一步提升了汽车悬架的减振性能. 展开更多

关键词 汽车减振 混联悬架 惯容器 参数优化 动力学

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输电线巡检机器人动力学建模与DME评价 被引量：13

7

作者 李小彭 尚东阳 +1 位作者 李凡杰 曹伟龙 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1280-1284,共5页

以新设计的输电线巡检机器人为具体研究对象,采用D-H法推导出机器人的雅可比矩阵;然后建立输电线巡检机器人的Lagrange动力学模型,进而依据机器人动力学模型求得输电线巡检机器人的操作臂惯性矩阵,提出了基于操作臂惯性矩阵所建立的机... 以新设计的输电线巡检机器人为具体研究对象,采用D-H法推导出机器人的雅可比矩阵;然后建立输电线巡检机器人的Lagrange动力学模型,进而依据机器人动力学模型求得输电线巡检机器人的操作臂惯性矩阵,提出了基于操作臂惯性矩阵所建立的机器人动力学评价指标:动态可操作性椭球(DME:dynamic operability ellipsoid)评价指标;最后结合逆运动学的反解,建立了不同空间轨迹坐标下的动态可操作性衡量指标,获得机器人动力学性能最佳的越障轨迹.通过机器人跨越绝缘子障碍的实验证明了所提动力学评价方法的有效性. 展开更多

关键词 巡检机器人 Lagrange动力学 动态可操作性椭球(DME) 越障轨迹 动力学评价方法

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采用RBF神经网络辨识的柔性机械臂抑振控制策略 被引量：19

8

作者 尚东阳 李小彭 +2 位作者 尹猛 李凡杰 杨贺绪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期76-84,共9页

针对柔性机械臂在运动过程中受到柔性因素的影响会出现剧烈振动的问题,提出一种采用径向基(RBF)神经网络辨识的柔性机械臂抑振控制策略,通过减弱机械臂转角波动的方式间接抑制振动。首先,根据拉格朗日原理和假设模态法建立柔性机械臂的... 针对柔性机械臂在运动过程中受到柔性因素的影响会出现剧烈振动的问题,提出一种采用径向基(RBF)神经网络辨识的柔性机械臂抑振控制策略,通过减弱机械臂转角波动的方式间接抑制振动。首先,根据拉格朗日原理和假设模态法建立柔性机械臂的动力学模型,其中的不确定项由模态坐标和转角耦合的非线性项构成;其次,在控制律的设计中采用RBF神经网络对动力学模型的不确定项进行辨识补偿,从而提高驱动力矩的精度;最后,通过调整神经网络权重自适应律的系数,使包含辨识结果的控制律满足李亚普诺夫稳定性定理,从而保证动力学系统的稳定性,其中权重自适应律由高斯函数和误差向量组成。采用柔性机械臂实物控制平台的对比实验结果表明:所提出的控制策略能够有效减小柔性机械臂的转角误差和振动幅值;当柔性机械臂长度为1.5 m时,相比常规比例微分控制策略,采用RBF神经网络辨识的控制策略使机械臂末端振动敏感方向的加速度的方差下降了5.8%。该控制策略为柔性机械臂的振动抑制提供了新思路。 展开更多

关键词 柔性机械臂 RBF神经网络 不确定项 振动抑制 非线性项

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车辆悬架系统的优化设计与动力学特性分析 被引量：7

9

作者 李小彭 李凡杰 +1 位作者 杨舲雪 刘晓龙 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1097-1102,共6页

为了提升含减振元件惯容器的车辆悬架系统的综合减振性能,建立了含有减振元件惯容器、弹簧、阻尼器的车辆悬架系统模型.采用遗传算法对悬架参数进行优化,基于振动功率流理论对减振元件衬套进行优化选型.通过对车辆悬架系统动力学模型进... 为了提升含减振元件惯容器的车辆悬架系统的综合减振性能,建立了含有减振元件惯容器、弹簧、阻尼器的车辆悬架系统模型.采用遗传算法对悬架参数进行优化,基于振动功率流理论对减振元件衬套进行优化选型.通过对车辆悬架系统动力学模型进行数值求解,探究了参数优化前后车辆悬架系统的动力学响应,探讨了衬套参数对功率传递的影响.研究结果表明,相比原始设计参数,采用优化算法得到的参数能够有效改善车辆悬架系统的综合减振性能,理论计算与仿真数据的结果相互验证了所建模型的正确性,衬套的优化选型有助于进一步提高车辆悬架系统的减振性能. 展开更多

关键词 车辆减振 车辆悬架 惯容器 参数优化 功率流 动力学

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基于干扰观测器的含有柔性关节的柔性机械臂抑振策略 被引量：5

10

作者 尚东阳 李小彭 +2 位作者 尹猛 李凡杰 周赛男 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期125-133,200,共10页

含有柔性关节的柔性机械臂同时受到关节柔性、连杆柔性和轴承摩擦的影响,会导致输出角速度发生波动。角速度的波动会加剧机械臂的振动,影响末端执行器的控制精度。通过含有干扰观测器的PI(proportional integral)控制策略控制角速度波... 含有柔性关节的柔性机械臂同时受到关节柔性、连杆柔性和轴承摩擦的影响,会导致输出角速度发生波动。角速度的波动会加剧机械臂的振动,影响末端执行器的控制精度。通过含有干扰观测器的PI(proportional integral)控制策略控制角速度波动的方式减弱机械臂的振动。首先使用连续体的振动理论和拉格朗日方法建立考虑轴承摩擦并且含有柔性关节的柔性机械臂的动力学方程。接下来,根据鲁棒稳定性定理设计了干扰观测器中的低通滤波器。然后通过超限补偿控制律的设计满足柔性机械臂控制系统闭环的稳定性。最后开展了含有柔性关节的柔性机械臂的数值仿真分析和控制实验。仿真和实验结果显示,所设计的干扰观测器可以有效的降低轴承摩擦力矩的影响,使角速度跟踪误差的标准差降低17.488%。由此,所提出的控制策略能够有效地抑制柔性机械臂工作过程中的角速度波动,进而减弱振动。 展开更多

关键词 柔性机械臂 干扰观测器 PI控制策略 振动抑制

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含惯容器的两级汽车悬架振动性能 被引量：3

11

作者 李小彭 李凡杰 +1 位作者 曹洲 杨舲雪 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1448-1453,共6页

在机电相似理论的基础上,基于“惯容器”具有与“电容器”相类似的通高频、阻低频的特性,建立了每一级中均含有“惯容器-弹簧-阻尼器”(inerter-spring-damper,ISD)的两级ISD悬架系统的单轮车辆模型.仿真分析了汽车悬架的惯质系数对两级... 在机电相似理论的基础上,基于“惯容器”具有与“电容器”相类似的通高频、阻低频的特性,建立了每一级中均含有“惯容器-弹簧-阻尼器”(inerter-spring-damper,ISD)的两级ISD悬架系统的单轮车辆模型.仿真分析了汽车悬架的惯质系数对两级ISD悬架系统传递特性的影响,在频域和时域内分别探讨了随机和脉冲输入下汽车悬架系统的动力学响应.研究结果表明:在满足车身加速度增益的要求下,适当提高惯质系数可以改善两级ISD悬架系统的减振性能.两级ISD悬架具有比经典ISD悬架更好的低频减振性能.与传统被动悬架相比,两级ISD悬架具有更好的综合减振性能. 展开更多

关键词 惯容器 汽车悬架 振动性能 两级减振 传递特性

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