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饮食和运动干预下节律分子钟与线粒体质量控制交互效应的研究进展
1
作者 张喆 钱帅伟 丁树哲 《上海体育大学学报》 北大核心 2025年第7期75-85,共11页
归纳节律分子钟与线粒体质量的交互效应在运动和饮食干预下的最新研究动态,提出:在饮食方面,间歇性禁食可能通过线粒体自噬调节节律分子钟,从而促进健康;节律分子钟与线粒体动态变化的交互作用可有效避免高脂饮食引起的胰岛素抵抗;在运... 归纳节律分子钟与线粒体质量的交互效应在运动和饮食干预下的最新研究动态,提出:在饮食方面,间歇性禁食可能通过线粒体自噬调节节律分子钟,从而促进健康;节律分子钟与线粒体动态变化的交互作用可有效避免高脂饮食引起的胰岛素抵抗;在运动方面,目前已明确PGC-1α、Fis1和HIF-1α分别在脂肪、肝脏和骨骼肌中与BMAL1存在交互效应,且运动可通过BMAL1-HIF-1α、CLOCK-线粒体自噬以及AMPK-SIRT1-PGC-1α调控节律分子钟与线粒体质量控制的交互效应。长期择时运动和/或不同运动强度/方式(如无氧运动、低氧运动、抗阻训练等)对线粒体质量和节律分子钟交互效应的调控作用有待进一步研究,线粒体自噬可能是其中的重要环节;运动是否通过节律分子钟与线粒体动态变化的交互效应改善高脂饮食诱导的代谢异常亦有待探索。 展开更多
关键词 节律分子钟 线粒体质量控制 运动 饮食 交互效应
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基于MPC的仿生尺蠖机器人运动控制
2
作者 杜巧玲 薛成泽 郑伟 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期124-129,共6页
【目的】随着科技的日新月异,人们的生活环境也在发生着巨大的变化。工业化的聚集以及人口密度的增加促使建筑不断向上增高或向下延伸,出现了很多人们不方便到达或是无法到达的地方,但这些地方机器人却可以到达。目前机器人最热门的研... 【目的】随着科技的日新月异,人们的生活环境也在发生着巨大的变化。工业化的聚集以及人口密度的增加促使建筑不断向上增高或向下延伸,出现了很多人们不方便到达或是无法到达的地方,但这些地方机器人却可以到达。目前机器人最热门的研究方向之一是非常规结构机器人,通过精简自身的冗余结构以及体积,增加对应的功能结构,使机器人可以在不适宜人们工作的地方代替人们进行相应的工作。【方法】研制了一款适合攀爬的仿尺蠖机器人。针对优化尺蠖机器人在运动过程中的步态问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的仿生吸盘式尺蠖机器人运动控制方法。根据章鱼的吸盘结构设计了仿章鱼负压式吸盘以及吸盘控制模型,利用气压传感器反馈的数据实现闭环控制;基于MPC仿生吸盘控制器提出了基于模型预测仿生吸盘控制的仿尺蠖机器人运动步态。【结果】机器人仿真实验和测试结果表明,基于MPC仿生吸盘控制器(MPC-BSC)在吸盘气压优化上相较PID控制有明显优势,MPC-BSC仿尺蠖机器人可以在水平和竖直的瓷砖平面完成“Ω”型运动步态。本文的主要研究结果如下:设计了仿章鱼负压式吸盘,并提出了吸盘控制模型。在负压控制下,可以调整吸盘的吸附压力以满足躯干结构运动对吸附力的需求。提出了基于MPC的仿生吸盘控制算法,该算法通过调节真空泵流速进而实现对吸盘吸附力的调节。设计了仿生吸盘式尺蠖机器人,其躯干结构安装了4个纵向伺服电机和2个横向伺服电机,可以实现“Ω”型运动步态和转向步态。提出了MPC-BSC的运动步态规划,实现“Ω”型运动步态和转向步态。实验测试了仿生吸盘的性能,验证边缘结构对仿生吸盘吸附力的作用。【结论】通过仿真实验测试了基于MPC的仿生吸盘控制算法的可行性,实验验证了仿尺蠖机器人可以在不同倾角、不同材质的平面上实现“Ω”型步态和转向步态。本文研制的仿生吸盘结构为机器人的吸附功能拓展了应用场景,降低了吸附功能的复杂性;提出的“Ω”型运动步态对异形机器人的运动具有很好的参考价值,使其能够在复杂地形下进行简单高效的运动。 展开更多
关键词 仿生吸盘 仿生尺蠖 机器人 运动规划 机械设计 电机控制 嵌入式系统 姿态控制
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三体船的运动模型建模和减摇控制技术研究
3
作者 李传军 张思露 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第13期32-35,共4页
三体船独特的结构使其在多领域应用潜力巨大,但复杂海况下多自由度耦合运动及片体干扰带来的减摇控制难题,制约其工程应用。本研究构建考虑非线性因素的三体船运动模型,分析片体间距对流体干扰的影响规律。设计“前馈补偿+反馈调节”双... 三体船独特的结构使其在多领域应用潜力巨大,但复杂海况下多自由度耦合运动及片体干扰带来的减摇控制难题,制约其工程应用。本研究构建考虑非线性因素的三体船运动模型,分析片体间距对流体干扰的影响规律。设计“前馈补偿+反馈调节”双环减摇控制算法,前馈基于ARIMA模型预报波浪干扰,反馈采用自适应滑模控制抑制耦合运动。仿真结果表明,该算法在横摇、纵摇和垂荡控制性能上优于传统方法,为三体船减摇控制提供了有效解决方案。 展开更多
关键词 运动模型 减摇控制 三体船 前馈补偿 波浪干扰
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基于自适应模糊PID的建筑移动机器人运动规划与控制方法 被引量：2
4
作者 张乾坤 金睿 +4 位作者 丁宏亮 徐泽铨 王伟 张海峰 邹佳霖 《机电工程》 北大核心 2025年第2期315-326,共12页
针对建筑施工现场涉及的越障、攀爬等复杂非结构化场景,为提升机器人的整机性能,提出了一种基于轮履切换的建筑移动机器人。首先,在传统单履带基础上设计了子母履带辅助攀爬机构,基于激光雷达、惯性测量单元等多传感融合的空间定位与建... 针对建筑施工现场涉及的越障、攀爬等复杂非结构化场景,为提升机器人的整机性能,提出了一种基于轮履切换的建筑移动机器人。首先,在传统单履带基础上设计了子母履带辅助攀爬机构,基于激光雷达、惯性测量单元等多传感融合的空间定位与建图,利用基于运动学约束的信息树扩展算法对随机环境中的机器人进行了路径规划;然后,建立了含重心偏移、滑移等非线性扰动的运动学和动力学方程,综合考虑了实际作业过程中的强耦合、非线性、建模误差等不确定性因素,设计了一种基于自适应模糊分数阶的PID控制方法;最后,根据仿真分析与实验,验证了机器人的整机灵活性、高可靠性及多场景适应能力。研究结果表明:基于轮履切换的机械结构对复杂场景具有良好的适应能力;路径规划平均缩短路径长度9.08%,缩减行程时间39.83%;控制系统可在保障运动稳定性、动作协调性的同时减小位置误差,实现对机器人的精确控制目的,满足复杂施工环境下机器人的作业需求。 展开更多
关键词 建筑机器人 轮履切换 运动控制 轨迹规划 同时定位与地图构建 自适应模糊PID控制
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多自由度机械臂关节运动控制研究 被引量：1
5
作者 李美强 马庆禄 +1 位作者 闫浩 余腾伟 《机械强度》 北大核心 2025年第2期147-158,共12页
机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题。以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计... 机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题。以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计算模型。针对机械臂在空间运动中关节卡顿产生的抖动现象,采用三次样条插值算法进行优化。在笛卡儿空间规划中采用直线插补法减少末端执行器运动距离,通过Matlab仿真得出具体规划点,满足设计要求。最后,利用SolidWorks建立机械臂的三维模型并生成统一机器人描述格式(Unified Robot Description Format,URDF)模型,使用MoveIt进行实际机械臂在关节空间和笛卡儿空间的轨迹规划,通过RViz展示运动过程。试验结果表明,加入三次样条插值算法后,机械臂关节电动机能够保持稳定的运转,相对于无三次样条插值算法,关节轨迹曲率分别降低了15.4%、35.6%、21.3%、26.8%、18.98%和45.7%,有效解决了关节运动过程中的抖振问题,实现了机械臂平稳运动。 展开更多
关键词 六自由度机械臂 正逆运动学 三次样条插值 运动控制
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合肥光源计量线站运动控制系统开发
6
作者 胡婷 孔安博 +2 位作者 汪啸 陈留国 刘功发 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第4期463-471,共9页
合肥光源计量线站控制系统设计于2000年初,线站上旧的运动控制系统运行多年,功能有限,无法满足新的需求。针对以上问题,设计并开发了一套运动控制系统。该系统使用PLC作为主控制器,在EPICS架构下实现运动控制并基于Bluesky实现扫描实验... 合肥光源计量线站控制系统设计于2000年初,线站上旧的运动控制系统运行多年,功能有限,无法满足新的需求。针对以上问题,设计并开发了一套运动控制系统。该系统使用PLC作为主控制器,在EPICS架构下实现运动控制并基于Bluesky实现扫描实验控制。测试结果表明,该控制系统达到了所要求的样品旋转台定位精度优于0.05°、单色器中平面镜与光栅的双轴联动误差小于0.01 mm,并可以满足用户多种扫描模式实验需求。 展开更多
关键词 合肥光源 运动控制 EPICS Bluesky
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不确定影响下智能车辆纵向干扰估计与运动控制
7
作者 荆威 赵文强 +2 位作者 魏洪乾 赖晨光 张幽彤 《汽车技术》 北大核心 2025年第5期11-21,共11页
为了消除外部扰动和环境的不确定性因素干扰,提高车辆的速度跟踪精度,提出了一种融合高增益扩张状态观测器(HGESO)和模型预测控制(MPC)的纵向运动控制器。首先,将外部多源不确定干扰整合为速度控制中存在的随机时变阻力,通过高增益扩张... 为了消除外部扰动和环境的不确定性因素干扰,提高车辆的速度跟踪精度,提出了一种融合高增益扩张状态观测器(HGESO)和模型预测控制(MPC)的纵向运动控制器。首先,将外部多源不确定干扰整合为速度控制中存在的随机时变阻力,通过高增益扩张状态观测器进行估计,同时,结合标称状态空间模型,完善车辆纵向动态描述;然后,利用融合干扰阻力的增量式MPC控制器,综合考虑纵向速度跟踪误差、乘坐舒适性以及控制器能耗等因素,设计多目标优化函数并求解最优控制量;最后,精确标定下层控制器映射表,输出油门和制动控制量,提升控制器实时执行能力。结果表明:在大纵坡干扰工况和连续转向工况下,车辆速度跟踪精度分别提升35%~61.54%、26.3%~80.8%,提出的控制策略能够有效消除外部干扰对车辆纵向控制的影响。 展开更多
关键词 智能车辆 纵向运动控制 外部干扰估计 不确定影响 模型预测控制
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基于改进行为克隆算法的机器人运动控制策略
8
作者 黄小霞 阳波 +4 位作者 向鑫 陈灵 陈中祥 孙舜尧 肖宏峰 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第6期1668-1675,共8页
针对机器人在双臂协同插孔等精细操作中运动控制策略训练复杂、路径规划执行不够高效和精确的问题,提出了一种基于多尺度特征金字塔和注意力机制的改进机器人行为克隆算法。结合残差网络和特征金字塔设计backbone网络以提取并融合多尺... 针对机器人在双臂协同插孔等精细操作中运动控制策略训练复杂、路径规划执行不够高效和精确的问题,提出了一种基于多尺度特征金字塔和注意力机制的改进机器人行为克隆算法。结合残差网络和特征金字塔设计backbone网络以提取并融合多尺度图像特征,加强机器人的环境感知和视觉反馈能力;引入动作分块模块以提升控制策略的准确和平滑,降低行为克隆中的复合误差;基于注意力机制将控制策略训练成为条件变分自编码器(CVAE)以学习示教数据分布和捕获图像特征与动作的相关性,从而提高策略的泛化能力和面对陌生环境的适应性及创造性。仿真结果表明,所提算法在两个精细操作任务中的成功率和轨迹平滑显著优于其他五个基线模型,充分证明了该算法能够通过简单训练精确地执行机器人精细操作任务。 展开更多
关键词 机器人精细操作 运动控制策略 行为克隆 动作序列
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基于人体运动干扰建模预测的外肢体机器人补偿控制研究
9
作者 戴欢 曾洪 +2 位作者 张建喜 张竞天 宋爱国 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期326-334,共9页
针对人机协作中外肢体机器人受到人体运动干扰从而影响末端工作精度的问题,提出一种基于人体运动干扰建模预测的外肢体机器人补偿控制方法。首先,为了精确测量人体运动干扰,设计了融合IMU和视觉估计的T265视觉惯性里程计传感方案。其次... 针对人机协作中外肢体机器人受到人体运动干扰从而影响末端工作精度的问题,提出一种基于人体运动干扰建模预测的外肢体机器人补偿控制方法。首先,为了精确测量人体运动干扰,设计了融合IMU和视觉估计的T265视觉惯性里程计传感方案。其次,针对人-外肢体系统进行了运动学建模与分析,构造了末端位姿关于人体运动干扰和外肢体机器人关节运动参数的函数,并以末端位姿保持不变作为控制目标,提出一种基于PID前馈控制的运动干扰补偿控制方法。此外,为了提高人体运动干扰补偿控制的响应速度,提出一种基于卡尔曼滤波器的人体运动干扰预测方法,通过构建人体运动状态空间方程,利用卡尔曼滤波算法实现了人体运动轨迹预测。最后,设计了人体运动干扰预测实验和人体运动干扰补偿控制实验。实验结果表明,人体运动干扰预测值与实际值的绝对误差为0.48±0.32 mm,对比有无预测方法时人体运动干扰补偿控制效果,预测方法将外肢体机器人末端在工作平面内的绝对误差由3.18±2.17 mm降低至1.23±0.91 mm。实验验证了所提出的外肢体机器人补偿控制方法能够有效提高末端工作精度,且基于卡尔曼滤波的运动干扰预测方法在克服控制延迟上效果显著。 展开更多
关键词 外肢体机器人 人体运动预测 干扰补偿控制 人机协作
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双叉车运动同步控制系统的建模与控制器设计
10
作者 龚嘉豪 顾敏明 +3 位作者 李乐宝 陈凯宇 隋知航 陈志翔 《控制工程》 北大核心 2025年第2期362-371,共10页
电动托盘叉车是工业运载货物的重要工具,叉车的同步作业能实现小型叉车搬运重型负载,这可以显著降低运输成本。实现叉车同步搬运的主要挑战在于缺少精确的叉车动力学模型与高精度叉车同步算法。针对这些问题,基于牛顿力学建立叉车的动... 电动托盘叉车是工业运载货物的重要工具,叉车的同步作业能实现小型叉车搬运重型负载,这可以显著降低运输成本。实现叉车同步搬运的主要挑战在于缺少精确的叉车动力学模型与高精度叉车同步算法。针对这些问题,基于牛顿力学建立叉车的动力学模型,提出了一种新的本体输入输出滑模控制(SC-IOSMC)方法,实现叉车本体的运动轨迹控制;采用交叉耦合输入输出滑模控制(CC-IOSMC)方法,实现两车的运动同步控制。叉车直行与转向同步实验表明,CC-IOSMC方法具有响应快、同步精度高的特点。此外,它还能有效抑制外界扰动。与现有交叉耦合PID同步控制策略相比,该方法显著降低了位置的同步误差,提高了双叉车同步控制系统的控制精度。 展开更多
关键词 叉车 滑模控制 交叉耦合控制 高精度同步运动 叉车运动学建模
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装片机运动平台高阶自抗扰滑模控制研究
11
作者 张翔 花国祥 +3 位作者 梁伟明 钱承山 陈怀荣 朱友为 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期140-144,共5页
针对装片机运动控制平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于滑模控制和高阶线性自抗扰控制的复合控制器(HLADSMC),以提高平台系统的控制性能。首先,通过正弦扫频实验获取系统的开环传递函数;其次,构建了高阶线性自... 针对装片机运动控制平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于滑模控制和高阶线性自抗扰控制的复合控制器(HLADSMC),以提高平台系统的控制性能。首先,通过正弦扫频实验获取系统的开环传递函数;其次,构建了高阶线性自抗扰控制器(HLADRC),并采用高阶线性扩张状态观测器(HLESO)估算及补偿内部和外部的扰动。为了克服高阶线性自抗扰控制在轨迹跟踪上的限制,引入了滑模控制器,以解决相位滞后问题并提升跟踪精度;最后,通过仿真和实验数据验证了复合控制器的有效性。结果表明,相对于经典的PID控制和单独的高阶线性自抗扰控制,该复合控制器在跟踪正弦波信号时显著降低了最大跟踪误差,分别减少40.6%和8.1%,并将实际工况下的整定时间缩短了,满足了运动控制平台实际工程运用的需求。 展开更多
关键词 装片机 运动控制平台 高阶自抗扰控制 滑模控制
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基于人工智能技术的水下机器人运动控制研究
12
作者 罗艳萍 刘敏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第10期78-81,共4页
为应对水下机器人运行复杂环境,挖掘水下机器人非线性运行过程关键规律,提出基于人工智能技术的水下机器人运动控制方法。构建水下机器人空间运动方程,深入分析水下机器人水平、垂直方向上运行状态,计算水下机器人运行方向偏差角、深度... 为应对水下机器人运行复杂环境,挖掘水下机器人非线性运行过程关键规律,提出基于人工智能技术的水下机器人运动控制方法。构建水下机器人空间运动方程,深入分析水下机器人水平、垂直方向上运行状态,计算水下机器人运行方向偏差角、深度,通过到模糊PID控制生成实时水下机器人运动控制量,实现水下机器人运动控制。依据实验可知,该方法水下机器人运动控制稳定性高于98%,控制误差低于0.1%,能够适应多种复杂水下环境,有效推动水下作业领域技术发展。 展开更多
关键词 人工智能技术 水下机器人 运动控制 模糊PID控制
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鞋跟高度对慢性踝关节不稳女性平地行走时踝关节运动控制的影响
13
作者 赵春燕 闫晓芹 +2 位作者 王疆娜 程静静 孙威 《医用生物力学》 北大核心 2025年第1期156-162,186,共8页
目的 探讨慢性踝关节不稳女性(chronic ankle instability, CAI)穿着不同高度高跟鞋行走时对踝关节运动控制的影响。方法 采用Vicon红外运动捕捉系统和三维测力台同步采集20名健康女性和20名CAI女性穿着4种高度(1、3、5、7 cm)高跟鞋平... 目的 探讨慢性踝关节不稳女性(chronic ankle instability, CAI)穿着不同高度高跟鞋行走时对踝关节运动控制的影响。方法 采用Vicon红外运动捕捉系统和三维测力台同步采集20名健康女性和20名CAI女性穿着4种高度(1、3、5、7 cm)高跟鞋平地行走时足着地前后200 ms内的运动学、动力学参数。应用双因素重复方差分析对数据进行统计分析。结果 足着地时内翻峰值角速度以及内翻峰值角度存在组别×鞋跟高度的交互效应。经事后检验结果显示,在健康组内,与鞋跟1 cm相比,穿着5 cm(P=0.002)、7 cm(P=0.002)高跟鞋行走时在足着地前后200 ms内翻峰值角速度显著较大;穿着1 cm与5 cm(P=0.018)、7 cm(P<0.001)高跟鞋行走时内翻角度峰值有显著性差异。在CAI组,与鞋跟1 cm相比,穿着5 cm(P=0.002)、7 cm(P=0.002)高跟鞋行走时在足着地前后200 ms内翻峰值角速度显著较大;穿着1 cm与3 cm(P<0.001)、5 cm(P<0.001)、7 cm(P<0.001)高跟鞋行走时内翻峰值角度有显著性差异。在足着地前后200 ms内跖屈峰值角度(P<0.001)、外旋峰值角度(P<0.001)、外旋峰值角速度(P<0.001)、跖屈峰值力矩(P=0.048)存在显著的高度主效应;外翻峰值力矩存在显著的组别主效应(P<0.001)。结论 与健康人相比,CAI女性穿着高跟鞋行走时踝关节控制能力较弱,随着跟高增加,踝关节稳定性降低,建议CAI女性穿着3 cm以下高度的高跟鞋。 展开更多
关键词 高跟鞋 慢性踝关节不稳 运动控制 生物力学
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高频往复摩擦系统研制及运动控制策略研究
14
作者 尹莉 黄鹭 +4 位作者 孙淼 陈少华 杨家慧 蔡晋辉 姚燕 《计量学报》 北大核心 2025年第5期723-729,共7页
为推进高频往复摩擦磨损试验机的国产化进程,采用自研的高频往复摩擦系统,开展了摩擦磨损过程中高频往复稳定驱动控制技术的研究。通过建立摩擦阻力下振动仿真模型,模拟了高频往复运动控制过程,优化了实际运动控制策略。在上述基础上,... 为推进高频往复摩擦磨损试验机的国产化进程,采用自研的高频往复摩擦系统,开展了摩擦磨损过程中高频往复稳定驱动控制技术的研究。通过建立摩擦阻力下振动仿真模型,模拟了高频往复运动控制过程,优化了实际运动控制策略。在上述基础上,开展了不同工况下的摩擦磨损实验。结果表明,自研运动控制策略实现了稳定的位移输出,典型试验工况下的位移示值误差不超过±2%,并将摩擦系数值与目前国际领先的高频往复摩擦磨损设备进行了比对,二者示值差异小于1%。 展开更多
关键词 力学计量 摩擦磨损试验机 高频往复运动 振动信号自适应控制 摩擦磨损 摩擦系数
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装片机运动控制平台模型参数辨识应用
15
作者 张翔 花国祥 +3 位作者 朱友为 钱承山 陈怀荣 梁伟明 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期23-26,31,共5页
装片机运动控制平台主要采用二自由度的PID控制策略,其控制性能依赖于平台模型精度,但平台模型存在参数不确定问题,导致PID控制参数需要结合实际进行人工调参,难以保证控制指标要求。针对这一问题,提出了一种基于机理模型和实际平台测... 装片机运动控制平台主要采用二自由度的PID控制策略,其控制性能依赖于平台模型精度,但平台模型存在参数不确定问题,导致PID控制参数需要结合实际进行人工调参,难以保证控制指标要求。针对这一问题,提出了一种基于机理模型和实际平台测试数据相结合的模型参数辨识方法,并采用粒子群算法优化辨识后的模型参数。与实际平台阶跃测试数据比较,在大位移(高于50 mm)下,未优化的辨识模型动态响应误差达到31.83%,稳态误差达到28.64%,而优化后的辨识模型动态响应误差不超过3.66%,稳态误差不高于1.2%。故采用粒子群优化算法显著提高了模型的辨识精度,为后续的高性能二自由度PID控制器设计奠定了基础,对基于模型的其他类型运动控制器设计具有重要意义。 展开更多
关键词 装片机 运动控制平台 机理模型 参数辨识 粒子群优化
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考虑真实海流与变浮力的水下滑翔机运动控制
16
作者 李沛 王娜 +2 位作者 王岩峰 官晟 赵燕豪 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第3期135-141,共7页
以海燕Ⅱ水下滑翔机为研究对象,在同时考虑真实海流与海水密度和压强随深度变化而变化的影响下,对水下滑翔机的运动进行仿真分析与控制研究。针对上述影响非线性和时变性的特点,设计了一种模糊神经网络PID控制器以及改进型tanh激活函数... 以海燕Ⅱ水下滑翔机为研究对象,在同时考虑真实海流与海水密度和压强随深度变化而变化的影响下,对水下滑翔机的运动进行仿真分析与控制研究。针对上述影响非线性和时变性的特点,设计了一种模糊神经网络PID控制器以及改进型tanh激活函数,将重物块的位移距离与尾舵角度作为控制输入量,对水下滑翔机的纵倾与偏航运动进行控制。该方法将模糊控制的非线性控制作用和神经网络的高度自学习能力相结合,对PID参数进行调整,可以更好地适应水下滑翔机在海洋这种复杂的环境下工作。仿真结果表明,与传统PID控制相比,模糊神经网络PID控制器对水下滑翔机的运动控制效果较好,在一定程度上提高了水下滑翔机在海流与变浮力影响下的运动跟踪精度。 展开更多
关键词 水下滑翔机 变浮力 海流 运动控制 模糊神经网络
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虚拟人运动控制策略学习方法的研究进展与展望
17
作者 叶永竞 许逸文 +2 位作者 张子豪 胡磊 夏时洪 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第2期185-206,共22页
虚拟人运动合成是虚拟现实和角色动画领域中的关键问题之一,旨在合成真实自然且能够响应用户输入信息的运动序列.虚拟人运动控制策略根据用户输入约束解算关节力矩,并依托现有的物理引擎更新虚拟人状态,合成的运动序列在满足用户输入约... 虚拟人运动合成是虚拟现实和角色动画领域中的关键问题之一,旨在合成真实自然且能够响应用户输入信息的运动序列.虚拟人运动控制策略根据用户输入约束解算关节力矩,并依托现有的物理引擎更新虚拟人状态,合成的运动序列在满足用户输入约束的同时可以满足物理真实性.近年来,深度强化学习技术因在序列决策和交互任务中的出色表现而备受研究者的关注,为基于物理引擎的虚拟人控制策略学习提供了新途径.文中对虚拟人运动控制策略学习方法进行综述,从理论基础和应用设计等方面介绍相关研究.在应用设计方面,首先基于深度强化学习的基础元素,从状态表示、奖励函数设计、控制策略设计以及物理仿真4个角度对现有工作进行梳理总结;其次,分析现有通用技术框架并指出其在控制策略上的拓展方向,并以实际问题为例探讨虚拟人运动控制策略的具体应用.最后,总结当前该领域的研究现状,指出利用丰富的运动捕获数据提升运动控制策略的深度与广度是未来的主要研究方向,展望虚拟人运动控制策略学习方法在多模态的感知与控制、世界模型学习和具身智能等应用方向的发展前景. 展开更多
关键词 虚拟人 运动控制策略 强化学习 深度学习 角色动画
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X30浮式风力机浮体运动响应控制及水动力特性研究
18
作者 王琦 俞斌 +1 位作者 唐新政 霍发力 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期668-677,共10页
为保证浮式风力机在复杂海洋环境中的稳定性,在浮体设计时需着重考虑其运动响应特性。以X1 wind公司的X30浮式风力机浮体为研究对象,运用模型试验与数值分析相结合的方法开展该浮式风力机浮体系统水动力特性研究。首先,运用时域全耦合... 为保证浮式风力机在复杂海洋环境中的稳定性,在浮体设计时需着重考虑其运动响应特性。以X1 wind公司的X30浮式风力机浮体为研究对象,运用模型试验与数值分析相结合的方法开展该浮式风力机浮体系统水动力特性研究。首先,运用时域全耦合分析方法,通过模型试验完成浮式风力机浮体水动力特性分析,根据其运动响应(特别是垂荡响应)偏大的问题,在风力机浮式基础的立柱结构底部下,增设4种不同的垂荡板结构。通过运用模型试验方法,重点研究不同垂荡结构作用下的运动响应控制效果,同时研究不同垂荡结构下风力机浮体的固有周期、实测阻尼、运动响应的不同波高特性和周期敏感性。其次,采用模型试验修正后的数值分析,对不同垂荡结构处承受的波浪载荷进行研究,获得垂荡结构波浪载荷特性。基于优选出的垂荡结构,研究畸形波作用下的垂荡运动控制效果。 展开更多
关键词 浮式风力机 运动控制 数值分析 模型实验 水动力特性 畸形波
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基于非奇异快速终端滑模的移栽机取送苗机构运动控制
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作者 张玉泉 任玲 +2 位作者 杨苗 崔建谱 张聪华 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期22-31,共10页
针对番茄移栽机取送苗机构高速往复运动中产生的定位误差增大和稳定性下降的问题,该研究采用基于干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略,实现取送苗机构的定位控制。分析取送苗机构受约束情况,建立取送苗机构动力学模型;设计非奇异快... 针对番茄移栽机取送苗机构高速往复运动中产生的定位误差增大和稳定性下降的问题,该研究采用基于干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略,实现取送苗机构的定位控制。分析取送苗机构受约束情况,建立取送苗机构动力学模型;设计非奇异快速终端滑模控制器,并采用改进型分数阶自适应(fractional-order adaptive law,fal)函数趋近律,保证取送苗机构位置控制的快速性和准确性。为防止控制器中非线性函数和摩擦振动导致的抖振,引入非线性干扰观测器,实现抖振有效抑制和系统跟踪的稳定性。在Matlab/Simulink软件中进行干扰下移栽机取送苗机构轨迹跟踪仿真试验,结果表明:非奇异快速终端滑模控制器保证系统跟踪误差在有效时间内收敛;引入干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制,改善系统控制抖振导致的收敛振荡,提高系统稳定性。最后搭建试验平台,通过高速摄影对取送苗运动轨迹和误差累积情况进行验证,结果表明:取送苗速率试验中位姿最大误差是2.63°,累计试验位姿误差在3°内,满足取送苗实际工作要求。该研究可为移栽机取送苗自动化提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 移栽机 取送苗机构 非奇异快速终端滑模控制 干扰观测器 运动控制 番茄穴盘苗
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基于虚拟运动神经系统的六足机器人自适应运动控制 被引量：1
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作者 刘春潮 朱雅光 +1 位作者 周亚婷 韩志刚 《中国机械工程》 北大核心 2025年第2期315-324,332,共11页
模仿动物躯干的构造,搭建了六足机器人平台;提出了在线的自适应运动控制器,通过模仿人类手臂的顺应性关节运动来实现阻抗控制参数的在线学习。与现有的虚拟运动神经系统结合,使得六足机器人可在线适应行走步态和速度,以应对不同的复杂... 模仿动物躯干的构造,搭建了六足机器人平台;提出了在线的自适应运动控制器,通过模仿人类手臂的顺应性关节运动来实现阻抗控制参数的在线学习。与现有的虚拟运动神经系统结合,使得六足机器人可在线适应行走步态和速度,以应对不同的复杂地形。自适应运动控制器可以适应不同的任务和未知的机器人动力学,使得轨迹跟踪行为更稳定。仿真模型和六足机器人实体测试结果证明,该方法可有效提高机器人的适应性。 展开更多
关键词 六足机器人 自适应控制 中枢神经系统 虚拟运动网络
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