悬臂式3D打印机器人运动分析与打印实验 被引量：3

1

作者 韩兴国 崔立秀 +2 位作者 王为庆 陈海军 殷国富 《机床与液压》 北大核心 2017年第18期70-74,共5页

针对目前3D打印装置结构单一和打印空间小的的缺点,研制了一台悬臂式3D打印机器人。运用D-H（Denavit-Hartenberg）法建立连杆坐标系,根据齐次坐标变换,建立机器人正运动学方程,采用代数法进行逆运动学求解,通过控制各关节变量,驱动打... 针对目前3D打印装置结构单一和打印空间小的的缺点,研制了一台悬臂式3D打印机器人。运用D-H（Denavit-Hartenberg）法建立连杆坐标系,根据齐次坐标变换,建立机器人正运动学方程,采用代数法进行逆运动学求解,通过控制各关节变量,驱动打印头在3D打印平台上按照指定轨迹实现3D打印功能,并在悬臂式3D打印机器人实验平台上进行了零件打印实验,结果表明：所设计的悬臂式3D打印机器人能够准确、有效的按照规划路径执行相应轨迹运动,表面无翘曲和变形产生,打印零件质量和精度较高。 展开更多

关键词 3D打印 机器人 逆运动学 打印实验 运动分析

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用于机器人末端残余振动控制的控制误差优化输入整形器 被引量：11

2

作者 张铁 林康宇 +1 位作者 邹焱飚 刘晓刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期90-97,共8页

针对工业机器人关节柔性引起的末端执行器残余振动问题,提出一种基于控制误差优化输入整形器的振动控制算法。该算法结合零振动二阶微分输入整形器(ZVDD)方程和系统响应时滞时间方程,构建了关于整形器脉冲幅值参数的线性约束方程组;以... 针对工业机器人关节柔性引起的末端执行器残余振动问题,提出一种基于控制误差优化输入整形器的振动控制算法。该算法结合零振动二阶微分输入整形器(ZVDD)方程和系统响应时滞时间方程,构建了关于整形器脉冲幅值参数的线性约束方程组;以整形后末端运动过程控制误差和定位误差为优化目标,建立了控制误差代价函数;利用拉格朗日乘子法解出脉冲幅值参数的表达式并进行迭代运算求得最优解;采用预测路径规划来补偿系统时滞时间。实验结果表明:所设计的控制误差优化输入整形器能将机器人J5轴末端残余振动加速度减少至整形前的11.7%,与ZVDD输入整形器相比能减少系统响应时滞时间约88%和最大过程控制误差约60.3%,与CEM输入整形器相比能减少定位误差约53.7%。该算法可以在有效抑制残余振动的基础上,减小传统输入整形器引起的系统响应时滞时间、末端运动过程控制误差和定位误差,对提高工业机器人的定位速度和精度具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 工业机器人 残余振动 输入整形 控制误差优化 振动控制

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基于牛顿欧拉法的SCARA机器人动力学参数辨识 被引量：12

3

作者 张铁 梁骁翃 +1 位作者 覃彬彬 刘晓刚 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期129-136,143,共9页

SCARA机器人在工业生产中得到了广泛应用.为满足高速、高精度的要求,必须对SCARA机器人进行动力学分析.文中用牛顿欧拉方法对SCARA机器人进行动力学建模,并将摩擦力以及电机转子对关节力矩的影响纳入动力学模型,得出了关节力矩关于一组... SCARA机器人在工业生产中得到了广泛应用.为满足高速、高精度的要求,必须对SCARA机器人进行动力学分析.文中用牛顿欧拉方法对SCARA机器人进行动力学建模,并将摩擦力以及电机转子对关节力矩的影响纳入动力学模型,得出了关节力矩关于一组可辨识参数集的线性表达式.采用傅里叶级数作为激励轨迹进行实验,并通过最小二乘法对得出的可辨识动力学参数集进行辨识.实验证明,通过推导的线性表达式计算出的关节力矩理论值与实际值的变化趋势一致.运用所提方法辨识的动力学参数进行动力学建模,能得到SCARA机器人运动时的关节力矩,可为后期的动力学控制提供基础计算公式. 展开更多

关键词 SCARA机器人 动力学参数辨识 牛顿欧拉方法 关节力矩

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柔体动力学模型的机器人关节振动分析与抑制 被引量：9

4

作者 张铁 覃彬彬 刘晓刚 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期242-248,438,共8页

为解决工业机器人传动系统中的柔性传动环节常常导致的机械谐振问题,减小手臂在运动中出现振动,研究了基于柔体动力学模型的机器人关节振动抑制的方法。该方法先通过对机器人关节建立柔体动力学模型,从数学表达式中分析其产生振动的原因... 为解决工业机器人传动系统中的柔性传动环节常常导致的机械谐振问题,减小手臂在运动中出现振动,研究了基于柔体动力学模型的机器人关节振动抑制的方法。该方法先通过对机器人关节建立柔体动力学模型,从数学表达式中分析其产生振动的原因,利用ABAQUS有限元软件获得关节的振型信息,并基于ABAQUS的振型特点获得力锤激励实验法的测点布置,通过实验获得关节轴的模态信息,并进一步分析共振频率对机器人的控制影响以设计合适的陷波滤波器,从而实现对机器人关节振动的抑制。该方法在机器人第5关节中进行了仿真和控制实验,末端余振幅值的实验说明振幅加速度值从3降至0.5m/s2,停止后电机转子偏移量绝对值从1降至0.5°,体现了陷波滤波器良好的抑制特性。 展开更多

关键词 柔体动力学 有限元 力锤激励法 陷波滤波器 振动抑制

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基于弹性摩擦模型的机器人免力矩传感器拖动示教方法 被引量：9

5

作者 张铁 洪景东 刘晓刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期412-420,共9页

基于广义动量的外力观测器和导纳控制方案,采用弹性摩擦模型估计关节摩擦力,并对关节起动阶段的摩擦估计值进行规划,实现了免力矩传感器的机器人拖动示教。基于机器人的动力学模型和运动状态,建立了基于广义动量的机器人外力观测器,观... 基于广义动量的外力观测器和导纳控制方案,采用弹性摩擦模型估计关节摩擦力,并对关节起动阶段的摩擦估计值进行规划,实现了免力矩传感器的机器人拖动示教。基于机器人的动力学模型和运动状态,建立了基于广义动量的机器人外力观测器,观测操作者对机器人施加外力。采用导纳控制方案,根据观测的外力生成关节运动轨迹,实现机器人的拖动示教。采用弹性摩擦模型对关节摩擦进行建模,并在模型中引入Stribeck摩擦项,实现关节在低速和静止状态下的摩擦力估计。为解决关节在静止状态下拖动困难的问题,对关节起动阶段的摩擦力估计进行规划,通过短暂增加关节摩擦的估计值以增加关节驱动力矩,从而实现关节的轻松拖动,且起动规划算法不会对机器人关节的其他运动阶段造成影响。实验表明,采用本文控制方案可有效实现免力矩传感器的工业机器人拖动示教。采用起动规划方案可有效增加关节起动外力和缩短关节起动时间,在起动阶段关节可以短暂产生26 N·m以上的估计力矩,相比未使用规划时关节的起动时间至少可减少70%。同时,关节在起动阶段具有一定的抗干扰能力。 展开更多

关键词 工业机器人 免力矩传感器 拖动示教 弹性摩擦模型

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柔体动力学模型的机器人柔性力矩前馈控制 被引量：7

6

作者 张铁 张爱民 +1 位作者 覃彬彬 刘晓刚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1509-1516,共8页

为解决机器人由于结构复杂、关节耦合以及控制的非线性时变等因素给其带来的动态响应迟滞,以及关节的柔性因素引起的机械谐振的问题,改进了刚体前馈力矩补偿方法,提出了基于柔体动力学模型的柔性力矩前馈补偿控制。该方法通过建立机器... 为解决机器人由于结构复杂、关节耦合以及控制的非线性时变等因素给其带来的动态响应迟滞,以及关节的柔性因素引起的机械谐振的问题,改进了刚体前馈力矩补偿方法,提出了基于柔体动力学模型的柔性力矩前馈补偿控制。该方法通过建立机器人柔性关节的动力学模型,辨识得到柔性关节的扭转刚度参数以及最小惯性参数,获取更为准确的柔性因素下的预设轨迹的位置、速度、加速度信息,从而计算出柔性关节下所需的力矩值;将计算值作为前馈量,以周期为T的形式发送到伺服驱动器的底层,实时刷新驱动器,采用补偿的形式与电流环输出量进行叠加,从而实现机器人的柔性控制,使得机器人末端振动加速度幅值下降60%,提高了定位精度。实验验证了柔体动力学模型的机器人柔性力矩前馈控制的工程应用价值。 展开更多

关键词 机器人 柔体动力学 刚度系数辨识 柔性位置 前馈补偿

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2219铝合金锻件TIG焊接头的组织和腐蚀行为 被引量：1

7

作者 徐道芬 陈康华 +2 位作者 邢军 陈送义 李晓谦 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期116-125,共10页

采用TIG焊制备2219铝合金焊件,并结合金相(OM)、扫描电镜(SEM)、投射电镜(TEM)、浸泡实验和电化学实验等分析测试方法,研究了2219铝合金锻件TIG焊接头的组织演变和腐蚀行为。结果表明:焊缝组织呈树枝状等轴晶,细小均匀;局部腐蚀原电池... 采用TIG焊制备2219铝合金焊件,并结合金相(OM)、扫描电镜(SEM)、投射电镜(TEM)、浸泡实验和电化学实验等分析测试方法,研究了2219铝合金锻件TIG焊接头的组织演变和腐蚀行为。结果表明:焊缝组织呈树枝状等轴晶,细小均匀;局部腐蚀原电池形成倾向减弱,电位正移,耐蚀性能最好;母材区由于残余结晶相和晶界时效析出相连续析出,腐蚀发生在残余结晶相周围贫铜区和晶界处,且晶界作为腐蚀通道加速阳极溶解速率,导致母材区在腐蚀溶液中最先腐蚀;过时效区因析出相在晶界上的断续分布,晶界电位将正移,有利于腐蚀性能的提高;淬火区存在大量含Cu过饱和固溶体,且未见无沉淀析出带,是抗腐蚀性能较过时效区进一步提高的原因。由于残余结晶相、基体、析出相和晶界结构的共同作用导致合金接头耐蚀性存在差异,依次为焊缝区>淬火区>过时效区>母材区。 展开更多

关键词 2219铝合金锻件 焊接接头 组织演变 腐蚀行为

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基于原问题求解的非稀疏多核学习方法 被引量：2

8

作者 胡庆辉 丁立新 +1 位作者 刘晓刚 李照奎 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期78-85,共8页

传统的多核学习方法通常将原问题转换为其对偶问题再进行求解,但直接求解原问题比求解对偶问题有更好的收敛属性.为此,文中提出了一种在原问题上求解、LP范数约束的非稀疏多核学习算法,首先采用次梯度和改进的拟牛顿法求解支持向量机(SV... 传统的多核学习方法通常将原问题转换为其对偶问题再进行求解,但直接求解原问题比求解对偶问题有更好的收敛属性.为此,文中提出了一种在原问题上求解、LP范数约束的非稀疏多核学习算法,首先采用次梯度和改进的拟牛顿法求解支持向量机(SVM),然后通过简单计算求解基本核的权系数.由于拟牛顿法具有二次收敛性,并且不需要计算二阶导数来得到Hessian矩阵的逆,因此文中算法具有更快的收敛速度.仿真结果表明,文中算法不仅具有较好的分类精度和泛化性能,还具有较快的收敛速度及很好的可扩展性. 展开更多

关键词 多核学习 拟牛顿法 两步优化 支持向量机

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非稀疏多核组合的支持向量回归方法 被引量：2

9

作者 胡庆辉 丁立新 +1 位作者 刘晓刚 李照奎 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期91-97,共7页

为了改善支持向量回归机的性能,提出一种利用多核学习解决回归问题的算法(NS-MKR)。算法对基本核函数的组合系数施加了Lp范数的约束(p>1),以得到组合系数的非稀疏解,并采用了两步优化方法,首先求解基于加权组合核的标准支持向量回归... 为了改善支持向量回归机的性能,提出一种利用多核学习解决回归问题的算法(NS-MKR)。算法对基本核函数的组合系数施加了Lp范数的约束(p>1),以得到组合系数的非稀疏解,并采用了两步优化方法,首先求解基于加权组合核的标准支持向量回归问题,用于学习拉格朗日乘子,然后采用简单的计算,求得基本核函数的组合系数,这2个步骤交替进行,直到满足事先定义的收敛准则。在人工数据集和真实数据集上的实验表明,相对于传统的单核和稀疏多核支持向量回归方法,提出的算法有更好的泛化性能。 展开更多

关键词 多核学习 支持向量回归 非稀疏核组合 两步优化

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基于递归自编码器的广告短语相关性 被引量：2

10

作者 胡庆辉 魏士伟 +1 位作者 解忠乾 任亚峰 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第1期154-157,187,共5页

针对现有广告短语相关性研究成果多采用字面匹配,忽略了短语所包含的深层语义信息,限制了任务的性能等问题,提出了采用深度学习算法研究广告短语的相关性,采用递归自编码器(RAE)对短语进行深层结构分析,使得短语向量包含深层的语义信息... 针对现有广告短语相关性研究成果多采用字面匹配,忽略了短语所包含的深层语义信息,限制了任务的性能等问题,提出了采用深度学习算法研究广告短语的相关性,采用递归自编码器(RAE)对短语进行深层结构分析,使得短语向量包含深层的语义信息,以此来构建广告语境下的短语相关性计算方法。具体地,给定一个包含若干词的序列,序列中所有相邻的两个元素尝试合并产生一个重构误差,遍历将重构误差最小的元素两两合并,形成类似哈夫曼树结构的短语树。采用梯度下降法最小化短语树的重构误差,采用余弦距离度量短语之间的相关性。实验结果显示,通过引入词语权重信息,加大了重要词语在最终短语向量表示中贡献的信息量,使得RAE更适合短语计算;比起传统LDA和BM25算法,在50%召回率的条件下,提出的算法的准确率分别提高了4.59个百分点和3.21个百分点,这证明了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 深度学习 递归自编码器 词向量 计算广告 搜索引擎

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基于Boosting框架的非稀疏多核学习方法 被引量：2

11

作者 胡庆辉 李志远 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2016年第11期3219-3222,3227,共5页

针对传统的分类器集成的每次迭代通常是将单个最优个体分类器集成到强分类器中,而其他可能有辅助作用的个体分类器被简单抛弃的问题,提出了一种基于Boosting框架的非稀疏多核学习方法 MKL-Boost。利用分类器集成学习的思想,每次迭代时,... 针对传统的分类器集成的每次迭代通常是将单个最优个体分类器集成到强分类器中,而其他可能有辅助作用的个体分类器被简单抛弃的问题,提出了一种基于Boosting框架的非稀疏多核学习方法 MKL-Boost。利用分类器集成学习的思想,每次迭代时,首先从训练集中选取一个训练子集,然后利用正则化非稀疏多核学习方法训练最优个体分类器,求得的个体分类器考虑了M个基本核的最优非稀疏线性凸组合,通过对核组合系数施加LP范数约束,一些好的核得以保留,从而保留了更多的有用特征信息,差的核将会被去掉,保证了有选择性的核融合,再将基于核组合的最优个体分类器集成到强分类器中。提出的算法既具有Boosting集成学习的优点,同时具有正则化非稀疏多核学习的优点,实验表明,相对于其他Boosting算法,MKL-Boost可以在较少的迭代次数内获得较高的分类精度。 展开更多

关键词 集成学习 非稀疏多核学习 弱分类器 基本核

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非平稳噪声下基于凸优化的自适应焊缝跟踪算法

12

作者 冯宝 张绍荣 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第17期232-235,共4页

针对非平稳性噪声下焊缝跟踪精度低的问题,提出了一种基于凸优化技术的自适应焊缝跟踪方法。通过熔池质心来描述焊缝位置特征,建立焊缝跟踪的状态方程和量测方程;运用凸优化理论,将量测过程中非平稳噪声的稀疏性特征以先验约束的形式引... 针对非平稳性噪声下焊缝跟踪精度低的问题,提出了一种基于凸优化技术的自适应焊缝跟踪方法。通过熔池质心来描述焊缝位置特征,建立焊缝跟踪的状态方程和量测方程;运用凸优化理论,将量测过程中非平稳噪声的稀疏性特征以先验约束的形式引入优化过程中,通过最小化非平稳噪声的范数实现对非平稳噪声的实时估计。试验结果表明,基于凸优化的自适应焊缝跟踪方法能够减小因非平稳噪声引起的焊缝位置测量偏差,有效提高了焊缝跟踪精度。 展开更多

关键词 信号分析 非平稳噪声 微间隙焊缝 自适应焊缝跟踪

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新型多尺度碳氮化物强化马氏体耐热钢的稳定性 被引量：4

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作者 张文凤 邹爱成 +3 位作者 刘运强 叶东 刘晓刚 严伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第20期3606-3611,3627,共7页

提出了一种新型多尺度碳氮化物强化马氏体耐热钢的组织模型。首先,通过降C和去除Mo、B的成分设计原则,分别抑制M_(23)C_6长大动力学,进而降低其粗化速率;抑制(Fe,Cr)_2Mo型Laves相的形成,进而降低M_2X型Laves相的粗化速率;减少硼化物脆... 提出了一种新型多尺度碳氮化物强化马氏体耐热钢的组织模型。首先,通过降C和去除Mo、B的成分设计原则,分别抑制M_(23)C_6长大动力学,进而降低其粗化速率;抑制(Fe,Cr)_2Mo型Laves相的形成,进而降低M_2X型Laves相的粗化速率;减少硼化物脆性相的生成等,以优化组织结构。其次,通过改进形变诱导析出+热处理的方法,最终获得尺度主要分布在50nm以下和100～200nm这两个范围内的形状多样的碳氮化物析出相。本工作研制的新型碳氮化物强化马氏体耐热钢由于含有多尺度碳氮化物的不同强化机制,基体位错密度提高,亚晶界强化作用增强。经650℃高温时效1 000h,其马氏体板条未发生明显变化,基体表现出优良的高温稳定性。同时与传统工艺制得的耐热钢相比,其初始强度基本不变,但随着高温时效时间的延长,其硬度降低较小,性能退化缓慢。 展开更多

关键词 多尺度 碳氮化物强化 组织稳定性 马氏体耐热钢 长大动力学 粗化速率

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一种新型多尺度碳氮化物强化马氏体耐热钢的研制 被引量：3

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作者 张文凤 刘运强 +3 位作者 刘晓刚 叶东 邹爱成 严伟 《热加工工艺》 北大核心 2019年第24期42-45,共4页

为了强化马氏体耐热钢,采用控制热变形程中的温度、速率、弛豫时间及热处理工艺的方法制备了多尺度碳氮化物。研究了工艺参数和热处理工艺对多尺度碳氮化物析出相的影响。结果表明,碳氮化物析出相尺度主要分布在50 nm以下和100~200 nm,... 为了强化马氏体耐热钢,采用控制热变形程中的温度、速率、弛豫时间及热处理工艺的方法制备了多尺度碳氮化物。研究了工艺参数和热处理工艺对多尺度碳氮化物析出相的影响。结果表明,碳氮化物析出相尺度主要分布在50 nm以下和100~200 nm,其中尺寸在50 nm以下的析出相可强化基体和阻碍位错运动;而尺寸在100~200 nm的碳氮化物析出相可促进亚晶界的形成以及马氏体板条界和原奥氏体晶界的稳定。经过处理的马氏体耐热钢在蠕变或时效过程中组织的高温稳定性增强,可延长材料在高温长时条件下的服役寿命。 展开更多

关键词 形变诱导析出 热处理 碳氮化物强化 高温蠕变 马氏体耐热钢

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