直线超声电机LLCC谐振网络设计与参数优化方法

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作者 郭鹏涛 李响 +1 位作者 周利锋 姚志远 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第5期929-936,1061,1062,共10页

针对直线超声电机参数时变性以及驱动电压谐波影响其运行稳定性的问题,通过设计两电感-两电容(简称LLCC)谐振网络拓扑及优化其输出电压总谐波畸变率(total harmonic distortion,简称THD)的方法,提升了电机运行稳定性。首先,采用考虑定/... 针对直线超声电机参数时变性以及驱动电压谐波影响其运行稳定性的问题,通过设计两电感-两电容(简称LLCC)谐振网络拓扑及优化其输出电压总谐波畸变率(total harmonic distortion,简称THD)的方法,提升了电机运行稳定性。首先,采用考虑定/动子接触状态下的等效电路模型,推导出LLCC阻抗匹配的计算公式,引入补偿电容改善阻抗匹配的弹性裕度与稳定性;其次,探讨了谐振点附近的LLCC匹配电路滤波特性,推导出输出电压THD与LLCC谐振电路参数的数学关系,分析了变压器寄生参数对LLCC谐振电路的影响,并提出以正弦输出电压THD值为主要指标的LLCC谐振电路优化设计方法;最后,设计了V型直线超声电机的LLCC谐振驱动器。实验结果表明:谐振网络中串、并联电容的比值决定输出电压幅值增益水平、THD和串联电容两端电压峰值,且前两者相互制衡;并联电感值为软开关特性的主要决定因素;驱动电压THD值控制在3%以内,相比优化前提升了70%以上。 展开更多

关键词 直线超声电机 LLCC谐振网络 阻抗匹配 谐波抑制

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车载毫米波雷达目标检测综述 被引量：4

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作者 丁左武 徐杰 +1 位作者 周龙 童金武 《电讯技术》 北大核心 2024年第4期655-662,共8页

目标检测技术作为主动刹车系统的重要组成部分,对测距传感器的检测精度要求极高,毫米波雷达传感器是目标检测的最优选择。综述了毫米波雷达的发展状况、国内外现状、毫米波雷达目标检测算法,介绍了国内外多个重点实验室对毫米波雷达目... 目标检测技术作为主动刹车系统的重要组成部分,对测距传感器的检测精度要求极高,毫米波雷达传感器是目标检测的最优选择。综述了毫米波雷达的发展状况、国内外现状、毫米波雷达目标检测算法,介绍了国内外多个重点实验室对毫米波雷达目标检测算法的研究情况,重点放在多传感器融合检测和毫米波雷达多目标检测上。阐述了车载毫米波雷达目标检测的技术难点,对未来毫米波雷达的发展方向提出了建议,以期为后续的研究开发做准备。 展开更多

关键词 主动刹车系统 毫米波雷达 目标检测 多传感器融合

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多模数ZI蜗杆斜齿轮传动设计与有限元分析及其应力预测

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作者 金承珂 孙小肖 黄嘉昕 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期453-460,共8页

为解决传统渐开线蜗杆斜齿轮副在开式传动或传动比过大时斜齿轮容易发生齿根断裂的情况,提出一种新型的基于不等模数不等压力角设计的渐开线蜗杆副,使斜齿轮的模数与压力角同时提高,大幅提高斜齿轮的齿根强度。通过对此种蜗杆副的传动... 为解决传统渐开线蜗杆斜齿轮副在开式传动或传动比过大时斜齿轮容易发生齿根断裂的情况,提出一种新型的基于不等模数不等压力角设计的渐开线蜗杆副,使斜齿轮的模数与压力角同时提高,大幅提高斜齿轮的齿根强度。通过对此种蜗杆副的传动特性的分析,得到特殊的啮合角与中心距计算方式。另外,通过对同传动比、同蜗杆情况下基于不等模数设计的ZI蜗杆斜齿轮副和传统ZI蜗杆斜齿轮副的建模与有限元分析,得出在较大模数比情况下的斜齿轮齿根强度约为传统斜齿轮齿根强度的2.956倍,增大了渐开线蜗杆的应用范围。后续使用灰色预测,对比出误差平方和(Sum of Squared Errors,SSE)最小模型,予以验证预测的准确性,另外进行蜗杆施加不同转矩下的斜齿轮啮合齿受拉力处最大应力σ_(1max)的数据预测,为相应的工程分析与必要的校核设计给出了依据。 展开更多

关键词 圆柱蜗杆斜齿轮传动 不等模数 不等压力角 有限元分析 灰色预测

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不等模数渐开线齿轮副参数极限值与有限元分析

4

作者 金承珂 黄嘉昕 +2 位作者 朱辰泽 孙小肖 尹越 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期662-667,共6页

为了解决常规变位齿轮对中心距调节及强度分配的局限性,提出利用基圆节距相同但模数不等的结构,大幅度提高齿轮传动中较小齿轮的强度,尤其是齿根强度。但用于工程实践中的模数与齿形角相差均较小,通过对渐开线齿面的形成原理及齿轮啮合... 为了解决常规变位齿轮对中心距调节及强度分配的局限性,提出利用基圆节距相同但模数不等的结构,大幅度提高齿轮传动中较小齿轮的强度,尤其是齿根强度。但用于工程实践中的模数与齿形角相差均较小,通过对渐开线齿面的形成原理及齿轮啮合中部分参数的分析,得到了此种齿轮模数、齿数、齿形角、齿高系数等参数的限制条件,并通过公式推导了齿数、齿高系数与分度圆压力角极限值的关系式。基于工程实践情况建模并通过Ansys进行了有限元分析,得到基于极限参数设计的齿轮强度约为标准齿轮的2.66倍,验证了理论的可行性,并扩大了此种齿轮副的应用范围。 展开更多

关键词 渐开线齿轮 不等模数 不等压力角 无侧隙传动 有限元分析

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教学机器人综合实验平台设计与研发 被引量：6

5

作者 王东霞 赵艺兵 +2 位作者 温秀兰 崔伟祥 渠慎林 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期327-331,共5页

为了提升机器人工程专业学生综合实践能力,本文设计了一款集机、电、控、图像处理于一体的教学机器人实验平台,将机器人机械结构设计、运动学分析、运动控制、图像处理等技术有机融合,不仅提供了机器人关节装配及实物图演示实验,易于学... 为了提升机器人工程专业学生综合实践能力,本文设计了一款集机、电、控、图像处理于一体的教学机器人实验平台,将机器人机械结构设计、运动学分析、运动控制、图像处理等技术有机融合,不仅提供了机器人关节装配及实物图演示实验,易于学生理论联系实际深入掌握机器人机械结构及工作原理,而且基于开放的控制实验平台,能够完成机器人的运动学分析、驱动控制、轨迹规划、图像处理及基于视觉引导的物体识别与抓取等实验.该实验平台具有很强的综合性和可操作性,激发了学生的学习兴趣,使学生工程实践与创新能力得到有效提升. 展开更多

关键词 教学机器人 机械结构设计 运动学分析 运动控制 视觉引导

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基于双目视觉的双臂协作教学机器人研究与设计 被引量：11

6

作者 温秀兰 胡仰 +3 位作者 姚波 赵艺兵 宋爱国 崔伟祥 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期304-310,共7页

为弥补智能制造、机器人工程等新专业实验装置短缺、学生创新实践能力亟待提升等问题,本文设计了一种基于双目视觉的双臂协作教学机器人.双臂机械部分设计呈对称结构,底座大而稳定,可以降低制造成本及协作抓取难度;研究设计的示教动作... 为弥补智能制造、机器人工程等新专业实验装置短缺、学生创新实践能力亟待提升等问题,本文设计了一种基于双目视觉的双臂协作教学机器人.双臂机械部分设计呈对称结构,底座大而稳定,可以降低制造成本及协作抓取难度;研究设计的示教动作还原算法和重投影误差最小化算法,可以提升机器人末端位姿数据采集精度,使双臂协作抓取更准确稳定.该系统不仅能够通过上位机拖动控制双臂运动完成示教编程及动作组实验,而且还能够进行基于视觉引导的图像处理及单臂抓取实验、运动分析实验、在线编程与协调抓取开放实验.该系统成本低、功能丰富、综合性强,且兼具拖动示教与开放性特点,有助于提升学生创新实践能力,非常适合在智能制造、机器人工程等专业实验教学过程中推广应用. 展开更多

关键词 双目视觉 双臂协作 拖动示教 重投影误差

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苹果机器人采摘存在的关键问题及对策 被引量：4

7

作者 陈光明 孔浩然 +1 位作者 章永年 李佩娟 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1709-1714,共6页

中国果园面临收获装备亟缺、劳动力成本上升等问题。目前,苹果采摘机器人机械化、智能化水平的提高已经成为农业机械研究的主要方向之一。本文分类综述了国内外苹果采摘机器人的最新研究成果,对其信息收集处理系统、机械系统等的特点进... 中国果园面临收获装备亟缺、劳动力成本上升等问题。目前,苹果采摘机器人机械化、智能化水平的提高已经成为农业机械研究的主要方向之一。本文分类综述了国内外苹果采摘机器人的最新研究成果,对其信息收集处理系统、机械系统等的特点进行对比分析。此外,本文针对苹果采摘机器人关键系统面临的难点进行探讨,总结得出如下要点:工作环境复杂多变、目标果实识别定位困难、机械系统选型及设计困难等。最后,本文提出构建现代果园无人化收获成套技术体系与建立示范基地的展望。由此可见,研发一款适合本土商业化应用的苹果采摘机器人对当前苹果产业的发展有着至关重要的作用。 展开更多

关键词 苹果 采摘机器人 柔性夹爪 移动底盘

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基于几何参数标定的串联机器人精度提升 被引量：8

8

作者 赵艺兵 温秀兰 +3 位作者 乔贵方 吕仲艳 宋爱国 康传帅 《计量学报》 CSCD 北大核心 2020年第12期1461-1467,共7页

为了提升串联机器人绝对定位精度,提出了基于零参考模型(ZRM)的机器人几何参数标定方法。建立了包含方向矢量和连接矢量的机器人零参考模型;针对模型特点,利用改进遗传算法(IGA)优化求解零位方向分量和位置方向分量,给出了用IGA标定几... 为了提升串联机器人绝对定位精度,提出了基于零参考模型(ZRM)的机器人几何参数标定方法。建立了包含方向矢量和连接矢量的机器人零参考模型;针对模型特点,利用改进遗传算法(IGA)优化求解零位方向分量和位置方向分量,给出了用IGA标定几何参数目标函数值计算方法及求解几何参数误差的具体步骤。通过对ER10L-C10工业机器人不同测点下仿真标定及实测研究结果表明:IGA方法能够快速对机器人ZRM的几何参数实现标定,当标定点设定为50个左右时,标定后的机器人在测试点的精度提升泛化能力较好,对ER10L-C10机器人在整个工作空间内实测标定其末端绝对定位精度提升约90%,该方法适于在有高定位精度要求的串联机器人中推广应用。 展开更多

关键词 计量学 串联机器人 几何参数标定 零参考模型 改进遗传算法 定位精度

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直线超声电机驱动的并联微夹持器的振动控制 被引量：2

9

作者 耿冉冉 姚志远 +1 位作者 徐豪 张阳阳 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期11-15,190,191,共7页

针对直线超声电机驱动的并联微夹持器手指的振动问题,提出了一种基于状态反馈的主动控制方法来抑制微夹持器手指的振动,提高了微夹持器的稳定性。首先,利用有限单元法建立了微夹持器系统中圆盘与活动手指的动力学模型,并推导其状态方程... 针对直线超声电机驱动的并联微夹持器手指的振动问题,提出了一种基于状态反馈的主动控制方法来抑制微夹持器手指的振动,提高了微夹持器的稳定性。首先,利用有限单元法建立了微夹持器系统中圆盘与活动手指的动力学模型,并推导其状态方程;其次,分析该振动系统的能控性和稳定性,采用极点配置法得到状态反馈矩阵,设计了振动反馈控制律,通过Simulink对该反馈系统进行仿真分析,验证了主动控制对手指振动的抑制效果;最后,利用该控制系统分别对微米级的钢珠以及茶花花粉细胞进行夹取实验。结果表明,该主动控制策略下微夹持器的夹持性能及稳定性能够满足微纳定位精度的要求。 展开更多

关键词 微夹持器 直线超声电机 振动控制 状态反馈

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一类非线性系统故障诊断观测器设计 被引量：2

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作者 温秀平 陈巍 +1 位作者 付肖燕 张军 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第7期1405-1412,共8页

研究了一类非线性系统故障诊断观测器的设计问题.针对同时具有执行器故障和传感器故障的非线性系统,设计了故障诊断观测器.利用线性矩阵不等式方法给出了故障闭环系统渐近稳定的充分条件,同时故障闭环系统还满足一定的性能指标.最后,以... 研究了一类非线性系统故障诊断观测器的设计问题.针对同时具有执行器故障和传感器故障的非线性系统,设计了故障诊断观测器.利用线性矩阵不等式方法给出了故障闭环系统渐近稳定的充分条件,同时故障闭环系统还满足一定的性能指标.最后,以数值算例验证所设计的故障诊断观测器的有效性,仿真结果表明该故障诊断观测器能够很好地诊断出系统的故障. 展开更多

关键词 故障诊断观测器 非线性系统 执行器故障 传感器故障 线性矩阵不等式

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基于摇杆滑块机构的外骨骼肘关节优化设计

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作者 马相林 黄嘉昕 +2 位作者 茅琨 李耀 吴洪涛 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1217-1224,1250,共9页

针对当前上肢外骨骼肘关节活动范围受限和助力效果不佳的问题,设计了一种基于摇杆滑块机构的上肢外骨骼。通过D-H参数建立上肢体外骨骼机构的运动学模型,对其工作空间进行了分析。基于摇杆滑块机构进行上肢体外骨骼的结构设计,并对其进... 针对当前上肢外骨骼肘关节活动范围受限和助力效果不佳的问题,设计了一种基于摇杆滑块机构的上肢外骨骼。通过D-H参数建立上肢体外骨骼机构的运动学模型,对其工作空间进行了分析。基于摇杆滑块机构进行上肢体外骨骼的结构设计,并对其进行力学分析,为气缸选型提供依据。基于ADAMS软件建立的参数化模型进行上肢体外骨骼肘关节尺寸优化,优化后的肘关节运动范围提升显著。通过ANSYS软件对关键部件进行了强度校核,搭建物理样机采集上肢肌电信号进行助力性能评估,验证了上肢体外骨骼机构具有较好的助力效果。 展开更多

关键词 上肢外骨骼 摇杆滑块机构 尺度优化设计 瞬态结构分析 肘关节弯举试验

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