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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
1
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。
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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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职称材料
基于电化学反应的软土电渗界面电阻试验研究
2
作者
胡浩
甘淇匀
+3 位作者
周建
马郁春
蒋熠诚
朱则铭
《土木与环境工程学报(中英文)》
北大核心
2025年第4期10-18,共9页
针对电渗加固软土地基能耗高、黏土-电极界面电势损失大的问题,从电化学反应角度出发,研究电极反应对界面电阻的影响。利用自行研制的一维电渗固结装置,开展电极材料和通电模式两大关键因素的室内试验,研究电动土工合成材料(EKG)、铁、...
针对电渗加固软土地基能耗高、黏土-电极界面电势损失大的问题,从电化学反应角度出发,研究电极反应对界面电阻的影响。利用自行研制的一维电渗固结装置,开展电极材料和通电模式两大关键因素的室内试验,研究电动土工合成材料(EKG)、铁、铝和铜4种不同电极在持续通电条件下的黏土-电极界面电阻变化趋势,并研究间歇通电、反转通电两种优化通电策略的电化学作用机理。结果表明:电极反应改变了界面电化学特性,通过影响界面电阻进而影响电渗排水速率;界面电阻增长迅速是导致电渗高能耗的原因之一,阳极界面电阻受电极反应影响明显,长期通电情况下,电动土工合成材料电极阳极界面电阻较小,而在浓差电阻和表面膜阻的共同影响下,金属电极阳极界面电阻较大;采用优化通电模式有利于缓解界面极化现象,抑制界面电阻增长。
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关键词
电渗法
界面电阻
电极反应
试验研究
地基处理
电化学
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职称材料
电渗加固软土地基界面电阻理论与试验研究
被引量:
2
3
作者
周建
蒋熠诚
+1 位作者
朱则铭
甘淇匀
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期1995-2003,共9页
电渗法在软土地基加固、淤泥疏浚及重金属污染修复领域均有尝试性应用,但在电渗固结过程中黏土-电极界面电势损失较大,导致能耗较高。本研究从电化学角度出发,对黏土-电极界面反应过程进行分析,解释了界面电阻的产生机理。同时,结合界...
电渗法在软土地基加固、淤泥疏浚及重金属污染修复领域均有尝试性应用,但在电渗固结过程中黏土-电极界面电势损失较大,导致能耗较高。本研究从电化学角度出发,对黏土-电极界面反应过程进行分析,解释了界面电阻的产生机理。同时,结合界面电阻模型,采用金属电极(铜)和电动土工合成材料电极开展室内电渗试验,研究长期通电下界面电阻变化规律。研究结果表明:在长期持续通电情况下,界面电阻模型可用于分析界面电阻变化机理;通电初期总界面电阻受阴极界面电阻影响较大,随着通电的进行逐渐变为受阳极电阻控制。界面电阻是电渗排水效率的重要影响因素,建议在工程中对界面电阻进行监测并作为电渗设计的控制指标。
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关键词
电渗法
界面电阻
试验研究
地基处理
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职称材料
软土电渗中的浓差极化机理与应用试验研究
被引量:
2
4
作者
朱则铭
蒋熠诚
+2 位作者
周建
徐朝阳
甘淇匀
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第S01期142-151,共10页
浓差极化是界面电阻的重要组成部分,也是电渗能耗问题的主要原因之一。本研究根据电化学原理,分析黏土-电极界面浓差极化产生过程。从缓解浓差极化角度出发,提出了降低界面电阻、减轻电渗能耗问题的新思路。使用电动土工合成材料(EKG)...
浓差极化是界面电阻的重要组成部分,也是电渗能耗问题的主要原因之一。本研究根据电化学原理,分析黏土-电极界面浓差极化产生过程。从缓解浓差极化角度出发,提出了降低界面电阻、减轻电渗能耗问题的新思路。使用电动土工合成材料(EKG)电极进行了一系列电渗阳极界面溶液注入试验,通过主动控制电化学产物浓度的方式对缓解浓差极化的效果进行了验证,并从实际工程出发分析其对能耗的影响。研究表明:缓解浓差极化可以有效降低界面电阻提高电渗效率;在阳极注入碱性溶液的优化方式是有效的,可以大幅度降低界面电阻和提升土体内电流;在界面注入OH^(-)后阳极界面能耗和能耗系数下降,有效能耗占比显著增涨。本研究能有效减轻电渗的高能耗问题,为电渗在实际工程中的应用提供指导。
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关键词
地基处理
化学电渗
浓差极化
模型试验
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职称材料
题名
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
1
作者
张乾坤
金睿
丁宏亮
徐泽铨
王伟
张海峰
邹佳霖
机构
浙江建投创新科技有限公司
浙江
省
建
设
投
资集团股份
有限公司
浙江
省
建
工集团
有限
责任
公司
浙江
理工大学机械工程学院
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第2期315-326,共12页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFB4700400)
国家自然科学基金资助项目(52405041)
+1 种基金
浙江省自然科学基金资助项目(LQ22E050022)
浙江省“尖兵”“领雁”科技计划重点项目(2023C01180)。
文摘
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。
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
Keywords
construction robot
wheel and crawler switching
motion control
trajectory planning
simultaneous localization and mapping(SLAM)
self-adaptive fuzzy PID control
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TU74 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
基于电化学反应的软土电渗界面电阻试验研究
2
作者
胡浩
甘淇匀
周建
马郁春
蒋熠诚
朱则铭
机构
中铁
建
设集团南方工程
有限公司
浙江
大学滨海和城市岩土工程研究中心
浙江建投创新科技有限公司
出处
《土木与环境工程学报(中英文)》
北大核心
2025年第4期10-18,共9页
基金
国家自然科学基金(52078455、51708507)
浙江省“领雁”计划项目(2022C01130)。
文摘
针对电渗加固软土地基能耗高、黏土-电极界面电势损失大的问题,从电化学反应角度出发,研究电极反应对界面电阻的影响。利用自行研制的一维电渗固结装置,开展电极材料和通电模式两大关键因素的室内试验,研究电动土工合成材料(EKG)、铁、铝和铜4种不同电极在持续通电条件下的黏土-电极界面电阻变化趋势,并研究间歇通电、反转通电两种优化通电策略的电化学作用机理。结果表明:电极反应改变了界面电化学特性,通过影响界面电阻进而影响电渗排水速率;界面电阻增长迅速是导致电渗高能耗的原因之一,阳极界面电阻受电极反应影响明显,长期通电情况下,电动土工合成材料电极阳极界面电阻较小,而在浓差电阻和表面膜阻的共同影响下,金属电极阳极界面电阻较大;采用优化通电模式有利于缓解界面极化现象,抑制界面电阻增长。
关键词
电渗法
界面电阻
电极反应
试验研究
地基处理
电化学
Keywords
electro-osmotic
interfacial resistance
electrode reaction
experiment study
ground improvement
electrochemistry
分类号
TU472.5 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
电渗加固软土地基界面电阻理论与试验研究
被引量:
2
3
作者
周建
蒋熠诚
朱则铭
甘淇匀
机构
浙江
大学滨海和城市岩土工程研究中心
浙江
大学
浙江
省城市地下空间开发工程技术研究中心
浙江建投创新科技有限公司
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期1995-2003,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52078455,51708507)
浙江省“领雁”计划项目(2022C01130)。
文摘
电渗法在软土地基加固、淤泥疏浚及重金属污染修复领域均有尝试性应用,但在电渗固结过程中黏土-电极界面电势损失较大,导致能耗较高。本研究从电化学角度出发,对黏土-电极界面反应过程进行分析,解释了界面电阻的产生机理。同时,结合界面电阻模型,采用金属电极(铜)和电动土工合成材料电极开展室内电渗试验,研究长期通电下界面电阻变化规律。研究结果表明:在长期持续通电情况下,界面电阻模型可用于分析界面电阻变化机理;通电初期总界面电阻受阴极界面电阻影响较大,随着通电的进行逐渐变为受阳极电阻控制。界面电阻是电渗排水效率的重要影响因素,建议在工程中对界面电阻进行监测并作为电渗设计的控制指标。
关键词
电渗法
界面电阻
试验研究
地基处理
Keywords
electro-osmosis
interfacial resistance
experimental study
ground improvement
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
软土电渗中的浓差极化机理与应用试验研究
被引量:
2
4
作者
朱则铭
蒋熠诚
周建
徐朝阳
甘淇匀
机构
浙江
大学
浙江建投创新科技有限公司
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第S01期142-151,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52078455,51708507)
文摘
浓差极化是界面电阻的重要组成部分,也是电渗能耗问题的主要原因之一。本研究根据电化学原理,分析黏土-电极界面浓差极化产生过程。从缓解浓差极化角度出发,提出了降低界面电阻、减轻电渗能耗问题的新思路。使用电动土工合成材料(EKG)电极进行了一系列电渗阳极界面溶液注入试验,通过主动控制电化学产物浓度的方式对缓解浓差极化的效果进行了验证,并从实际工程出发分析其对能耗的影响。研究表明:缓解浓差极化可以有效降低界面电阻提高电渗效率;在阳极注入碱性溶液的优化方式是有效的,可以大幅度降低界面电阻和提升土体内电流;在界面注入OH^(-)后阳极界面能耗和能耗系数下降,有效能耗占比显著增涨。本研究能有效减轻电渗的高能耗问题,为电渗在实际工程中的应用提供指导。
关键词
地基处理
化学电渗
浓差极化
模型试验
Keywords
foundation treatment
chemical electroosmosis
concentration polarization
model test
分类号
TU447 [建筑科学—岩土工程]
TU472 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
张乾坤
金睿
丁宏亮
徐泽铨
王伟
张海峰
邹佳霖
《机电工程》
北大核心
2025
2
在线阅读
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职称材料
2
基于电化学反应的软土电渗界面电阻试验研究
胡浩
甘淇匀
周建
马郁春
蒋熠诚
朱则铭
《土木与环境工程学报(中英文)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
电渗加固软土地基界面电阻理论与试验研究
周建
蒋熠诚
朱则铭
甘淇匀
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
软土电渗中的浓差极化机理与应用试验研究
朱则铭
蒋熠诚
周建
徐朝阳
甘淇匀
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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