基于改进IDW法的铣削机器人模态参数预测

1

作者 段玉斌 赵一阳 +2 位作者 刘金玉 曹家彬 闫维新 《中国测试》 北大核心 2025年第1期159-165,180,共8页

铣削加工工业机器人模态参数识别是分析其加工时振动现象的基础,模态参数与机器人的姿态高度相关,因此存在加工过程中其随时间改变的现象。传统的有限元法以及试验模态分析法难以快速准确地预测铣削机器人加工空间内所有姿态下的模态参... 铣削加工工业机器人模态参数识别是分析其加工时振动现象的基础,模态参数与机器人的姿态高度相关,因此存在加工过程中其随时间改变的现象。传统的有限元法以及试验模态分析法难以快速准确地预测铣削机器人加工空间内所有姿态下的模态参数,对此文章提出一种改进的距离反比加权(IDW)频响曲线预测法,实现机器人任意姿态下的频响曲线预测,并采用正交多项式曲线拟合法准确辨识机器人的模态参数。首先对铣削加工系统进行有限元模态仿真,在此基础上确定传感器布放位置;采用力锤冲击试验得到加工平面内有限位姿点的频响曲线,之后利用改进IDW法对部分位姿点的频响曲线进行预测;最后利用正交多项式曲线拟合法基于预测频响曲线实现模态参数的辨识并与实测模态参数进行对比,分析结果表明:1)改进IDW法可有效提高频响曲线的预测精度;2)基于预测频响曲线的模态参数识别结果与基于实测频响曲线的参数识别结果接近,低阶固有频率的预测误差在8%以内。 展开更多

关键词 铣削机器人 频响函数预测 模态参数辨识 改进距离反比加权法

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烹饪机器人翻锅运动最优化设计 被引量：1

2

作者 闫维新 马文涛 +2 位作者 付庄 赵言正 周晓燕 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期476-480,共5页

介绍了烹饪机器人翻锅运动最优化设计,用于锅具运动中的动作调节。首先介绍了锅具运动机构及翻锅实现机理,其次进行了锅具物料质量点m的运动学和动力学分析。建立模型,得出了锅具机构翻锅运动最优化实现方法,解决了烹饪机器人复现厨师... 介绍了烹饪机器人翻锅运动最优化设计,用于锅具运动中的动作调节。首先介绍了锅具运动机构及翻锅实现机理,其次进行了锅具物料质量点m的运动学和动力学分析。建立模型,得出了锅具机构翻锅运动最优化实现方法,解决了烹饪机器人复现厨师特定烹饪动作的问题,实验表明,该优化方法能够完成烹饪工艺中复杂的大翻、小翻,满足了烹饪机器人锅具运动的要求。 展开更多

关键词 烹饪动作 烹饪机器人 运动学分析 最优化

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烹饪机器人双压强火力数值计算与实验

3

作者 闫维新 马文涛 +2 位作者 付庄 赵言正 周晓燕 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期99-105,共7页

为实现烹饪机器人无级火力强度调节,进行鼓风式燃气燃烧器的双压强火力数值计算与实验.建立燃烧器引射管的基本方程、组分输运方程和湍流方程等数学模型;应用流体力学分析软件FLUENT建立引射管二维轴对称气体运动模型,确定了边界条件、... 为实现烹饪机器人无级火力强度调节,进行鼓风式燃气燃烧器的双压强火力数值计算与实验.建立燃烧器引射管的基本方程、组分输运方程和湍流方程等数学模型;应用流体力学分析软件FLUENT建立引射管二维轴对称气体运动模型,确定了边界条件、初始状态和有限速率化学反应模型;根据燃烧器喷嘴中心高压空气压力值对可燃气体速度提升和引射吸入空气量的变化曲线,得出特定燃气热负荷下高压空气最佳匹配压力值.将该火力强度双压强控制方法应用于烹饪机器人上,完成高精度的火力热负荷闭环控制,并将常压(2.0 kPa)燃气的热功率提高到18 kW. 展开更多

关键词 烹饪机器人 火力系统 双压强 鼓风式燃气燃烧器

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遍历广义Hough变换的烹饪机器人锅具椭圆参数拟合算法

4

作者 闫维新 马文涛 +2 位作者 付庄 赵言正 刘小勇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1373-1379,共7页

针对锅具位姿的计算是双目视觉烹饪机器人示教系统的难点问题,设计了基于遍历广义Hough变换的烹饪机器人锅具椭圆参数拟合算法.该算法结合了最小二乘法和广义Hough变换,使用曲线窗体滑动遍历的方式给椭圆不同曲线段打分拟合出锅具的唯... 针对锅具位姿的计算是双目视觉烹饪机器人示教系统的难点问题,设计了基于遍历广义Hough变换的烹饪机器人锅具椭圆参数拟合算法.该算法结合了最小二乘法和广义Hough变换,使用曲线窗体滑动遍历的方式给椭圆不同曲线段打分拟合出锅具的唯一椭圆,再使用最小二乘法计算此椭圆的参数值.解决了烹饪机器人示教系统中锅具椭圆参数精确提取问题.实验表明该锅具识别算法能够高效地提取画面中的锅具椭圆参数,能较好地满足烹饪机器人示教系统的要求. 展开更多

关键词 烹饪机器人 最小二乘法 广义HOUGH变换 示教系统

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基于模糊控制的AIC机器人编译算法研究

5

作者 闫维新 马文涛 +2 位作者 付庄 赵言正 刘小勇 《中国民航大学学报》 CAS 2009年第5期39-43,共5页

为了满足烹饪机器人菜肴开发的需要,开辟烹饪机器人复现厨师操作知识的新途径。提出了基于模糊控制菜肴编译算法的新方法,对不同操作参数下烹饪机器人完成的菜肴进行评分,编译完成一个接近最优的菜肴工艺文件。解决了烹饪机器人烹饪工... 为了满足烹饪机器人菜肴开发的需要,开辟烹饪机器人复现厨师操作知识的新途径。提出了基于模糊控制菜肴编译算法的新方法,对不同操作参数下烹饪机器人完成的菜肴进行评分,编译完成一个接近最优的菜肴工艺文件。解决了烹饪机器人烹饪工艺数字化、最优化问题。实验表明:该编译算法可逼近烹饪工艺的最优参数,能满足中式菜肴烹饪工艺标准化的需求。 展开更多

关键词 烹饪机器人 模糊控制 烹饪工艺 编译算法

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DSP关于图像边缘寻找的实现

6

作者 闫维新 吴乾坤 郭星 《黑龙江水专学报》 2002年第3期92-94,共3页

研究了如何使用DSP(数字信号处理 )来完成关于图像边缘寻找的处理 ,给出了相应算法 ,利用了DSP对于数字信号处理的优点 。

关键词 数字信号 图像处理 DSP 数字信号处理 图像边缘寻找 图像识别

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基于干扰观测器的惯性平台摩擦补偿方法 被引量：18

7

作者 于爽 付庄 +1 位作者 闫维新 赵言正 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1830-1833,共4页

为研究摩擦对惯性平台跟踪性能的影响,根据摩擦力的Stribeck曲线建立了平台伺服系统中的摩擦力矩仿真模型,并提出用干扰观测器的方法来补偿其干扰.在介绍了干扰观测器的设计方法的基础上,建立了带有摩擦干扰的平台跟踪系统的控制模型.... 为研究摩擦对惯性平台跟踪性能的影响,根据摩擦力的Stribeck曲线建立了平台伺服系统中的摩擦力矩仿真模型,并提出用干扰观测器的方法来补偿其干扰.在介绍了干扰观测器的设计方法的基础上,建立了带有摩擦干扰的平台跟踪系统的控制模型.仿真结果表明,干扰观测器对摩擦干扰力矩有很好的补偿作用,使惯性平台的跟踪精度和抗干扰能力得到了提高. 展开更多

关键词 摩擦力矩 惯性平台 干扰观测器 补偿

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自动烹饪机器人 被引量：9

8

作者 刘银华 闫维新 +4 位作者 周晓燕 唐建华 刘小勇 付庄 赵言正 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期119-122,共4页

根据中式菜肴的烹饪原理对烹饪步骤和动作进行了分类,综合各种动作的特点,将烹饪划分为4个模块:送料模块、中间出料和送回模块、烹饪模块以及火控模块,各模块由相应的动作机构实现.自动烹饪机器人包括送料机构、中间出料机构、锅具动作... 根据中式菜肴的烹饪原理对烹饪步骤和动作进行了分类,综合各种动作的特点,将烹饪划分为4个模块:送料模块、中间出料和送回模块、烹饪模块以及火控模块,各模块由相应的动作机构实现.自动烹饪机器人包括送料机构、中间出料机构、锅具动作机构、划散机构、火控系统和控制系统.实验验证表明,该自动烹饪机器人可以在预定的程序下完成大多数中式菜肴特别是炒菜类菜肴的烹饪,并将成为迈向烹饪自动化的关键一步. 展开更多

关键词 自动烹饪机器人 烹饪原理 中式菜肴

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空间太阳电池自动涂胶过程的扩散原理 被引量：2

9

作者 赵辉 付庄 +3 位作者 吴跃新 闫维新 刘仁强 赵言正 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1786-1789,共4页

空间太阳电池封装操作包括:注射器涂胶过程、盖片胶平面扩散以及玻璃盖片封装操作三个阶段.分析了盖片胶从注射器中流出落在电池片上后,逐渐扩散融合的过程.基于非牛顿流体理论,建立了盖片胶的平面扩散模型,使用有限元软件Adina,基于流... 空间太阳电池封装操作包括:注射器涂胶过程、盖片胶平面扩散以及玻璃盖片封装操作三个阶段.分析了盖片胶从注射器中流出落在电池片上后,逐渐扩散融合的过程.基于非牛顿流体理论,建立了盖片胶的平面扩散模型,使用有限元软件Adina,基于流体体积法进行运动界面追踪,对模型进行了模拟仿真,并与实验结果进行了对比验证.获得了盖片前胶层的形状,确定了胶层的边缘位置.为封装过程的分析建模提供了胶层厚度和边界等几何参数.对类似的平面扩散问题,也提供了一种新的解决方法. 展开更多

关键词 空间太阳电池 扩散 非牛顿流体 动边界 流体体积法

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一种用于中国烹饪机器人的火候模糊控制系统 被引量：1

10

作者 马文涛 闫维新 +1 位作者 付庄 赵言正 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期120-125,共6页

为使中国菜肴烹饪机器人具备自主烹饪的能力,提出了一种火候模糊控制系统.该系统可根据锅具内容物的颜色和温度变化,以及燃烧器中燃气压力和空气泵的输出压力,结合当前烹饪步骤、当前烹饪原料信息,在模糊化后,经过火候设定模糊推理与火... 为使中国菜肴烹饪机器人具备自主烹饪的能力,提出了一种火候模糊控制系统.该系统可根据锅具内容物的颜色和温度变化,以及燃烧器中燃气压力和空气泵的输出压力,结合当前烹饪步骤、当前烹饪原料信息,在模糊化后,经过火候设定模糊推理与火力随动模糊推理,获得燃气比例阀驱动电流、空气泵控制电压、烹饪工序预期完成时间等输出量的模糊值,解模糊后控制燃气引射装置中的气泵流量,调整加热时间.实验表明,采用该模糊控制系统后,燃烧器能够达到较好的燃烧效果,烹饪机器人也能够烹饪出品质优良的菜肴. 展开更多

关键词 中国烹饪机器人 模糊控制系统 火候控制

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干式复合带无级自动变速器系统与速比电机控制策略的研究 被引量：1

11

作者 王旭东 张仁海 +1 位作者 周美兰 闫维新 《汽车技术》 北大核心 2004年第5期4-7,共4页

介绍了一种干式复合带无级自动变速器(A-CVT)的结构及工作原理。该变速器不仅减少了成本昂贵、结构复杂的液力或电液装置,还改善了汽车的燃油经济性和发动机的排放。利用装有A-CVT的MatizⅡ轿车为试验车开发了A-CVT的电控系统,并对A-CV... 介绍了一种干式复合带无级自动变速器(A-CVT)的结构及工作原理。该变速器不仅减少了成本昂贵、结构复杂的液力或电液装置,还改善了汽车的燃油经济性和发动机的排放。利用装有A-CVT的MatizⅡ轿车为试验车开发了A-CVT的电控系统,并对A-CVT中速比电机的控制策略进行了较为详细的讨论。在MatizⅡ轿车上长时间的试用和测试表明,该电控系统使样车基本达到了原车的性能指标。 展开更多

关键词 汽车工程 无级变速器 速比电机控制策略 燃油经济性 A-CVT控制系统

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基于改进遗传算法的管道机器人摩擦参数辨识 被引量：1

12

作者 刘鹏 赵言正 闫维新 《中国民航大学学报》 CAS 2018年第6期54-58,共5页

对于检测管道槽口宽度的机器人,其摩擦性能直接影响到测量精度和运行效率。通过研究管道机器人在减速过程中的运动特性,利用改进遗传算法对其摩擦参数进行辨识。首先对Stribeck摩擦模型参数进行辨识,误差小于5%,有效避免了局部最优解的... 对于检测管道槽口宽度的机器人,其摩擦性能直接影响到测量精度和运行效率。通过研究管道机器人在减速过程中的运动特性,利用改进遗传算法对其摩擦参数进行辨识。首先对Stribeck摩擦模型参数进行辨识,误差小于5%,有效避免了局部最优解的问题;然后运用自适应遗传算法跟踪实验所测摩擦力曲线,拟合情况良好。仿真和实验结果表明:改进遗传算法的参数辨识精度高、辨识速度快,所建立的摩擦数学模型可用于计算实时摩擦力,对管道机器人性能的提升具有实际意义。 展开更多

关键词 遗传算法 参数辨识 摩擦模型 管道机器人

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二轴框架平台动力学特性及其可镇定性的研究 被引量：1

13

作者 詹世涛 崔宇 +3 位作者 闫维新 邓文昊 付庄 赵言正 《上海航天》 2013年第3期6-10,49,共6页

对一类典型的Yaw-Pitch结构导引头控制回路中被控系统的动力学特性及内环回路的设计进行了研究。建立了描述结构动力学特性的微分方程组,讨论了基座角振动和结构耦合等因素对多自由度框架结构运动-动力学特性的影响。分析了模型中非线... 对一类典型的Yaw-Pitch结构导引头控制回路中被控系统的动力学特性及内环回路的设计进行了研究。建立了描述结构动力学特性的微分方程组,讨论了基座角振动和结构耦合等因素对多自由度框架结构运动-动力学特性的影响。分析了模型中非线性因素和结构参数摄动导致的稳定性问题,给出了内环回路状态反馈校正的保守鲁棒稳定域。 展开更多

关键词 天线平台 状态反馈 结构不确定性 鲁棒稳定性

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二轴框架视线指向系统的凸优化反馈镇定

14

作者 詹世涛 闫维新 +3 位作者 付庄 潘根 于锦江 赵言正 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1312-1317,共6页

以一类偏航-俯仰二自由度框架结构为研究对象,探讨执行元件存在输出饱和的条件下此类不确定系统的最优镇定问题.在框架动力学模型的基础上,分析了基座角运动、结构耦合和惯性不平衡力矩等干扰因素对系统动力学特性的影响.针对干扰条件... 以一类偏航-俯仰二自由度框架结构为研究对象,探讨执行元件存在输出饱和的条件下此类不确定系统的最优镇定问题.在框架动力学模型的基础上,分析了基座角运动、结构耦合和惯性不平衡力矩等干扰因素对系统动力学特性的影响.针对干扰条件下执行元件非线性饱和导致的稳定性问题,基于线性矩阵不等式组的凸优化方法,得到了镇定系统的状态反馈矩阵的最优值,为设计稳定的导引头回路控制系统提供了理论依据.仿真结果表明,最优反馈控制器对该类系统中的结构不确定性、饱和非线性和外界干扰力矩等因素具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 框架平台 状态反馈 线性矩阵不等式组 凸优化

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二轴框架镇定回路的保守稳定性设计研究

15

作者 詹世涛 闫维新 +2 位作者 付庄 于锦江 赵言正 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期939-943,共5页

探讨一类yaw-pitch型结构的位标器在系统存在结构参数不确定性和执行元件存在输出饱和非线性的条件下的镇定问题。基于刚体动力学理论推导了二轴框架结构的动力学模型,得到了基座角运动因素导致系统参数摄动的机制,并以此为基础得到了... 探讨一类yaw-pitch型结构的位标器在系统存在结构参数不确定性和执行元件存在输出饱和非线性的条件下的镇定问题。基于刚体动力学理论推导了二轴框架结构的动力学模型,得到了基座角运动因素导致系统参数摄动的机制,并以此为基础得到了系统的结构不确定性描述;基于区间矩阵保守稳定性的判别定理和线性矩阵不等式组,对系统的两类稳定空间进行保守估计,给出了系统可镇定的外界条件和镇定系统的状态反馈矩阵的寻优方法。所得结论可为优化设计稳定的位标器控制回路提供理论依据。 展开更多

关键词 反馈控制 线性矩阵不等式 稳定性 不确定系统

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基于改进型Dijkstra算法的模块机器人系统故障自诊断策略

16

作者 管恩广 付庄 +1 位作者 闫维新 赵言正 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期788-794,共7页

面向模块机器人系统,提出了一种全新的故障自诊断策略.该策略将故障自诊断过程分为两个部分:故障检测及故障消息传递.选用健康脉冲法实现模块间的交互式故障检测.设计优化改进型Dijkstra距离计算方法,并依据这种方法引导故障消息在模块... 面向模块机器人系统,提出了一种全新的故障自诊断策略.该策略将故障自诊断过程分为两个部分:故障检测及故障消息传递.选用健康脉冲法实现模块间的交互式故障检测.设计优化改进型Dijkstra距离计算方法,并依据这种方法引导故障消息在模块间沿最优路径传递.通过仿真试验,该自诊断策略的有效性和可靠性在M-Lattice模块机器人系统上得到了验证,表明该策略可以广泛应用于其他模块机器人系统. 展开更多

关键词 模块机器人系统 故障自诊断 M-Lattice模块机器人

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基于寻峰算法的荧光检测设备的设计与实现 被引量：1

17

作者 傅成杰 闫维新 赵言正 《现代电子技术》 北大核心 2019年第3期148-151,156,共5页

为了较简单、精确地获得C反应蛋白(CRP)检测中T峰和C峰的位置,设计了一种小型的荧光检测设备,并提出一种新的寻峰算法,即平移窗口寻峰算法。该检测设备包括光路、电路等的设计及优化。通过单光路结构的设计,保证设备结构紧凑、整体体积... 为了较简单、精确地获得C反应蛋白(CRP)检测中T峰和C峰的位置,设计了一种小型的荧光检测设备,并提出一种新的寻峰算法,即平移窗口寻峰算法。该检测设备包括光路、电路等的设计及优化。通过单光路结构的设计,保证设备结构紧凑、整体体积较小;通过内环电流反馈和外环光强反馈,使得LED激发光输出稳定。对CRP的检测实验表明,平移窗口寻峰算法操作简单,获得T峰和C峰的位置精确度相比于一般多项式拟合法分别提升50.0%和52.9%,具有较高的精度。 展开更多

关键词 荧光免疫层析 C反应蛋白 寻峰算法 单光路结构 双闭环反馈 LED光源

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基于双目视觉的室内服务机器人航向角补偿方法

18

作者 于清晓 闫维新 +1 位作者 付庄 赵言正 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第3期7-11,共5页

为了减少陀螺仪累积误差及外界磁场对机器人航向角的影响,提出了一种基于双目视觉的服务机器人航向角补偿方法。采用颜色分割与重投影相结合的方法,检测图像中的地面区域,通过加权平均融合检测结果,得出较完整的地面图像区域;使用Canny... 为了减少陀螺仪累积误差及外界磁场对机器人航向角的影响,提出了一种基于双目视觉的服务机器人航向角补偿方法。采用颜色分割与重投影相结合的方法,检测图像中的地面区域,通过加权平均融合检测结果,得出较完整的地面图像区域;使用Canny算子提取边缘直线,并进行滤波处理,求出视觉反馈角度,调整机器人的姿态直至反馈角度趋近于零;结合当前陀螺仪方向角和标准方位角,求出此时机器人航向角的偏移角。实验表明,该方法实时性好、航向角精度高,受光照变化的影响较小,完全可以满足室内移动机器人实时导航需求。 展开更多

关键词 颜色分割 重投影 加权平均 CANNY算子

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基于桥式放大机构的薄膜致动器设计

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作者 刘积昊 闫维新 +2 位作者 李培兴 潘根 赵言正 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期429-436,共8页

提出了一种基于桥式放大机构的柔性薄膜致动器设计.该设计采用桥式放大机构提高致动器位移输出特性,利用并联耦合连杆机构降低输出漂移.采用理想模型和弹性梁理论,对薄膜致动器的运动学特性与形变位移模型建模,深入探究机构位移放大比... 提出了一种基于桥式放大机构的柔性薄膜致动器设计.该设计采用桥式放大机构提高致动器位移输出特性,利用并联耦合连杆机构降低输出漂移.采用理想模型和弹性梁理论,对薄膜致动器的运动学特性与形变位移模型建模,深入探究机构位移放大比和输出漂移误差.中心旋转对称式的机构拓扑构型,降低热变产生的寄生位移.通过ANSYS有限元模拟以及样机实验,验证致动器机构设计和位移放大比.采用MEMS工艺设计的样机,最大输出位移为50μm,位移放大比为23.设计参数满足约束要求时,机构输出位移大小只与并联输入位移的均值相关,径向位移不会因输入位移大小的差异产生. 展开更多

关键词 薄膜致动器 桥式机构 弹性理论 位移放大比

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