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题名危险品处置机器人作业规划与实验研究
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作者
唐术锋
韩刚
王鑫
郭晓栋
常宏
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机构
内蒙古工业大学机械工程学院
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出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期231-236,共6页
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基金
国家重点研发计划专项(2018YFB1307501)
内蒙古自治区军民融合重点科研项目(JMZD202203)
+2 种基金
内蒙古自治区自然科学基金项目(2021MS05005)
内蒙古自治区关键技术攻关计划项目(2021GG0258)
内蒙古自治区高等学校创新团队发展计划支持项目(NMGIRT2213)。
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文摘
提出了一种基于机器人的危险品处置方案。面向各种有毒害、易爆炸的危险品,分别设计了移动平台、机械臂、末端手爪3部分,构建了一款能够适应不同复杂地形、拥有较大工作空间和抓取性能的危险品处置机器人;采用标准D-H模型对机械臂进行运动学分析,搭建机械臂虚拟样机,并以此为基础求解机械臂最大工作空间;采用三点坐标法规划机械臂运动轨迹并进行了仿真实验,实验结果表明机械臂能够按照规划的轨迹平稳完成对危险品的抓取作业。组装机器人实物样机,并将其放置在实地环境下进行实验。结果表明:危险品处置机器人可对放置在长、宽、高分别是500 mm×500 mm×1200 mm的长方体台座上的直径70 mm、高度250 mm的圆柱体状危险品进行抓取、放置、运输和处理。机器人具有良好的危险品处置性能,为机器人处理危险品提供了可行性方案。
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关键词
危险品处置
虚拟样机
运动学分析
轨迹规划
实物样机
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Keywords
dangerous goods disposal
virtual prototype
kinematic analysis
trajectory planning
physical prototype
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分类号
TJ510.89
[兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
TH128
[机械工程—机械设计及理论]
TP23
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名液体大幅晃动充液航天器分数阶滑模姿态机动控制
- 2
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作者
宋晓娟
范志文
吕书锋
岳宝增
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机构
内蒙古工业大学机械工程学院
内蒙古自治区特殊服役智能机器人重点实验室
内蒙古工业大学理学院
北京理工大学宇航学院
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1146-1154,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(12362004,11962020,12172182,12132002)
内蒙古自治区高等学校创新团队发展计划支持(NMGIRT2213)
+1 种基金
内蒙古自治区高等学校青年科技人才项目(NJYT23029,NJYT23067)
内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(JY20240066,JY20220086,JY20220046)。
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文摘
研究部分充液航天器存在系统参数不确定、外部未知扰动、液体燃料大幅晃动的姿态机动控制问题。首先,将大幅晃动的液体燃料等效为运动脉动球模型,建立刚-液耦合航天器动力学方程;其次,针对充液航天器姿态稳定问题,提出一种具有固定时间收敛的分数阶非奇异快速终端滑模算法;同时,设计扰动观测器来估计系统的综合扰动,并且利用径向基函数神经网络来估计液体大幅晃动引起的扰动;设计Lyapunov函数分析并证明系统固定时间稳定性;最后,通过对比的仿真结果验证本文提出控制策略的可行性和有效性。
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关键词
充液航天器
液体晃动
滑模控制
扰动观测器
神经网络
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Keywords
Liquid-filled spacecraft
Liquid sloshing
Sliding mode control
Disturbance observer
Neural network
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分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名充液航天器姿轨耦合预设性终端滑模控制
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作者
付江维
范志文
吕书锋
宋晓娟
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机构
内蒙古工业大学机械工程学院
内蒙古自治区特殊服役智能机器人重点实验室
内蒙古工业大学理学院
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出处
《航天控制》
CSCD
2024年第5期45-52,共8页
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基金
国家自然科学基金(11962020,12362004,12172182,12132002)
内蒙古自治区高等学校创新团队发展计划支持(NMGIRT2213)
+2 种基金
内蒙古自治区高等学校青年科技人才项目(NJYT23029,NJYT23067)
内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(JY20240066,JY20240072)
内蒙古杰出青年基金(2023JQ14)。
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文摘
主要研究充液航天器在存在参数不确定和外部扰动的情况下,姿轨耦合一体化运动与控制问题。将液体晃动等效为一阶弹簧质量模型,基于对偶四元数建立了充液航天器姿轨耦合动力学模型,按照动量与动量矩守恒定律推导充液航天器姿轨耦合动力学方程与运动学方程;考虑外界干扰和模型耦合特性,提出了一种基于指数形式的预设性能终端滑模控制策略,采用干扰观测器对综合扰动进行估计;并利用Lyapunov理论证明闭环系统的稳定性;最后,数值仿真结果表明,在设计的控制器作用下,充液航天器可以实现精确的姿轨控制,验证了控制器的有效性。
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关键词
充液航天器
姿轨耦合控制
预设性能
干扰观测器
终端滑模控制
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Keywords
Liquid-filled spacecraft
Attitude-orbit coupling
Prescribed performance
Disturbance observer
Terminal sliding mode control
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分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名挠性充液航天器复合自适应姿态机动控制
被引量：1
- 4
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作者
宋晓娟
李雪松
何晓东
吕书锋
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机构
内蒙古工业大学机械工程学院
内蒙古自治区特殊服役智能机器人重点实验室
内蒙古工业大学理学院
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出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2023年第1期11-20,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11962020、12172182、11862020、52165059)
内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划(NJYT23029、NJYT23067)
内蒙古自治区直属高校基本科研业务费(JY20220086、JY20220046)。
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文摘
主要研究了刚-挠-液耦合航天器的大角度姿态机动问题.将液体燃料的晃动等效为二阶的弹簧质量模型,挠性帆板假设为欧拉-伯努利梁,考虑外部未知干扰力矩、系统的状态变量不可见以及姿态机动引起的液体晃动及挠性体振动的抑制问题,结合模糊控制和输入成型技术,设计了一种基于Lyapunov第二法的自适应输出反馈复合控制方法.其中模糊控制器用于动态优化复合控制器内的参数,增强其鲁棒性;多模态的输入成型前馈控制器用于抑制液体晃动和挠性附件振动的位移响应.数值模拟给出了各状态变量的时间历程图,仿真结果显示复合控制器在实现姿态跟踪误差渐近收敛的前提下明显地减小了液体晃动及挠性附件振动的位移响应,验证了本方法的有效性.
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关键词
刚-挠-液耦合航天器
动力学建模
自适应控制
模糊控制
输入成型
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Keywords
rigid-flexible-liquid coupled spacecraft
kinetic modeling
adaptive control
fuzzy control
input shaping
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分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名相位光栅衍射法测量高灰阶LC-SLM相位调制特性
被引量：1
- 5
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作者
陈佳艺
王建新
白福忠
徐永祥
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机构
内蒙古工业大学机械工程学院
西南科技大学理学院
内蒙古自治区特殊服役智能机器人重点实验室
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出处
《中国测试》
CAS
北大核心
2022年第3期35-40,共6页
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基金
国家自然科学基金(51765054,11902277,62165011)
内蒙古自治区自然科学基金(2020LH06002)。
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文摘
为测量高灰阶液晶空间光调制器(LC-SLM)整体相位调制特性,引入二维棋盘形相位光栅衍射测量方法。根据傅里叶光学原理,经过理论推导和仿真分析得到零级衍射光强与相位调制量之间的关系。搭建含有参考光束的衍射实验系统,通过适当的光斑图像处理计算出零级衍射相对光强,从而获得相位调制特性曲线,并与干涉测量法实验结果进行对比。实验结果显示两种方法得到的调制曲线高度相似,相关系数达0.996;表明相位光栅衍射法能用于测量LC-SLM整体相位调制,可获得2π相位调制范围内的特性曲线。最后分析衍射法与干涉法的特点与局限,可为实际测量提供有益参考。
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关键词
液晶空间光调制器(LC-SLM)
相位调制特性
棋盘形相位光栅
衍射测量法
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Keywords
liquid crystal spatial light modulator(LC-SLM)
phase modulation characteristics
checkerboard phase grating
diffraction measurement method
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分类号
O436
[机械工程—光学工程]
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题名牛顿环条纹几何参数的自动视觉检测
被引量：2
- 6
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作者
张晓华
高晓娟
赫玉会
白福忠
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机构
内蒙古工业大学机械工程学院
内蒙古工业大学航空学院
中国测试技术研究院
内蒙古自治区特殊服役智能机器人重点实验室
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出处
《中国测试》
CAS
北大核心
2023年第3期41-46,共6页
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基金
国家自然科学基金(51765054,62165011)
内蒙古自治区自然科学基金(2020LH06002,2022MS0601)
内蒙古自治区科技计划项目(2021GG0263)。
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文摘
论文基于牛顿环条纹图像结构特征,引入统计分析策略构建一种牛顿环条纹图像几何参数的自动视觉检测方法。根据条纹上任意点的梯度方向均指向圆环条纹圆心这一思想,使用邻域梯度方向算法获得圆心坐标;采用极坐标变换将圆形条纹变换为直条纹,借助灰度方向投影获得各级条纹半径。结果表明所提方法能够同时检测出圆心坐标与各级明和暗条纹半径,并能实现亚像素检测精度;计算过程无需对原始图像进行平滑滤波、阈值分割等预处理操作,方法自动化程度高、抗噪声能力强。
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关键词
牛顿环条纹
几何参数检测
邻域梯度方向算法
极坐标变换
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Keywords
Newton’s ring fringe
geometric parameter detection
local gradient direction algorithm
polar coordinate transform
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分类号
TB9
[机械工程—测试计量技术及仪器]
TP751.2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH701
[机械工程—精密仪器及机械]
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