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迟滞非线性系统自适应鲁棒控制

系统仿真学报 2010年第6期22卷 1502-1507页

作者：王湘江王兴松南华大学机械工程学院衡阳421001 东南大学机械工程学院.南京211189

介绍用超磁致伸缩材料与压曲放大机构组合设计的微位移驱动器,并设计了控制系统。建立了超磁致伸缩执行器基于输入电压-输出位移的机电系统传递函数模型。对微位移驱动器的迟滞特性用微分方程建立了模型。在此基础上构造迟滞模型与传递... 详细信息

介绍用超磁致伸缩材料与压曲放大机构组合设计的微位移驱动器,并设计了控制系统。建立了超磁致伸缩执行器基于输入电压-输出位移的机电系统传递函数模型。对微位移驱动器的迟滞特性用微分方程建立了模型。在此基础上构造迟滞模型与传递函数相结合的系统模型。由滑模控制理论,对所建模型提出了可以调节信号跟踪精度的自适应鲁棒控制方法,用Lyapunov稳定性理论进行了系统稳定性证明。通过系统模型仿真与simulink中的半实物仿真实现了该控制率,并验证了模型的准确性和补偿控制的有效性。

关键词：超磁致迟滞建模仿真自适应鲁棒控制

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高速压力机转子-轴承系统的动力学研究

振动工程学报 2012年第4期25卷 460-467页

作者：王磊贾方陈树新王兴松东南大学机械工程学院江苏南京211189

以有限元方法为基础,建立了曲柄压力机的转子-轴承系统的运动方程,通过计算压力机的曲柄连杆之间的作用力,获得主轴转子的径向载荷,并集成建立转子-轴承系统的振动模型;采用Newmark方法进行求解,进行模拟仿真,分析转子-轴承系统的振动响... 详细信息

以有限元方法为基础,建立了曲柄压力机的转子-轴承系统的运动方程,通过计算压力机的曲柄连杆之间的作用力,获得主轴转子的径向载荷,并集成建立转子-轴承系统的振动模型;采用Newmark方法进行求解,进行模拟仿真,分析转子-轴承系统的振动响应;对主轴转子的振动特性进行实验研究,验证了转子-轴承系统的振动模型及其模拟仿真,进而为压力机转子-轴承系统的设计提供了数值分析及实验研究依据。

关键词：转子-轴承系统曲柄滑块机构有限元分析动力响应

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上肢康复外骨骼重力平衡特性研究

机器人 2017年第1期39卷 81-88,98页

作者：吴青聪王兴松吴洪涛陈柏南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 东南大学机械工程学院江苏南京211189

为了辅助偏瘫患者进行上肢运动功能康复训练,研制了一种具有重力平衡特性的上肢康复外骨骼机器人系统.首先介绍了外骨骼的机械结构设计以及基于Matlab/RTW环境的半物理实时控制平台.然后基于辅助平衡法建立了系统重力平衡模型,通过添加... 详细信息

为了辅助偏瘫患者进行上肢运动功能康复训练,研制了一种具有重力平衡特性的上肢康复外骨骼机器人系统.首先介绍了外骨骼的机械结构设计以及基于Matlab/RTW环境的半物理实时控制平台.然后基于辅助平衡法建立了系统重力平衡模型,通过添加零初始长度弹簧以及辅助连杆来平衡外骨骼和人体手臂在康复训练过程中受到的重力.最后通过仿真和实验,比较不同平衡条件下所需要施加的关节驱动力矩和肱二头肌的表面肌电信号强度.在仿真中,重力平衡状态下的平均关节驱动力矩为非重力平衡状态下的14.89%.在两种不同任务的实验中,重力平衡状态下的表面肌电信号强度分别为非重力平衡状态下的57.61%和63.49%.结果表明,实现外骨骼的重力平衡可以有效减小工作过程中的驱动力矩以及能量消耗,并降低对驱动设备的性能要求.

关键词：上肢康复训练外骨骼机器人重力平衡辅助平衡法

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双套索系统力矩传动特性与摩擦补偿分析

机械工程学报 2015年第5期51卷 22-29页

作者：吴青聪王兴松杜峰坡陈林东南大学机械工程学院南京211189

双套索驱动系统因其简单、灵巧以及远距传动的特点被广泛应用于手术机器人以及搜救机器人设计中。由于套索接触面间的摩擦力以及绳索的柔性所产生的非线性特性是这类机器人控制的主要难题。针对现有双套索传动模型只适用于弹性负载,具... 详细信息

双套索驱动系统因其简单、灵巧以及远距传动的特点被广泛应用于手术机器人以及搜救机器人设计中。由于套索接触面间的摩擦力以及绳索的柔性所产生的非线性特性是这类机器人控制的主要难题。针对现有双套索传动模型只适用于弹性负载,具有明显的局限性的问题,推导任意负载条件下的双套索力矩传动模型。建立双套索传动特性试验平台,通过试验对力矩传动模型进行验证,并讨论双套索力矩传动效率的影响因素。分析系统松弛现象并计算避免松弛所需的最小预紧力。基于力矩传动模型设计一种无末端反馈的摩擦补偿控制器,使系统的输出能跟随期望的力矩轨迹,并通过试验验证该方案的有效性。针对力矩传动特性的研究,为双套索传动机器人的力矩控制提供了理论基础。

关键词：双套索系统力矩传动模型传动效率最小预紧力摩擦补偿

机器鱼自主游动中变形体耦合动力学的数值研究

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机械工程学报 2012年第15期48卷 32-37页

作者：万宏王超夏丹蒋明王兴松东南大学机械工程学院南京211189 西安交通大学机械工程学院西安710049 苏州科技学院土木学院苏州150001

为机器鱼的自主巡游、机动转弯和'加速—滑行'游动的动力学特性研究做准备,结合样机试验数据来证明所选驱动方式的优越性,提出一种新的求解机器鱼自主游动动力学的数值算法。认为鱼体质心在绝对系下的运动是由流体外力与自身主动变形共... 详细信息

为机器鱼的自主巡游、机动转弯和'加速—滑行'游动的动力学特性研究做准备,结合样机试验数据来证明所选驱动方式的优越性,提出一种新的求解机器鱼自主游动动力学的数值算法。认为鱼体质心在绝对系下的运动是由流体外力与自身主动变形共同作用的结果;运用离散化方法推导出新的鱼体域的控制方程,从而提出新的算法。给定鱼体系下机器鱼的主动变形方程,通过耦合求解鱼体域、流体域的控制方程,得到机器鱼的运动过程中的运动学和动力学参数。通过自主游动算例验证了所提数值算法的正确性。

关键词：机器鱼自主游动动力学数值模拟

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基于耦合摆模型的人体行走能耗分析

中国科学：技术科学 2021年第9期51卷 1053-1065页

作者：王存金唐景明沈冬华王兴松东南大学机械工程学院南京211189

基于人体行走摆动相期间摆动腿相关肌肉群几乎静息的现象,本文提出一个耦合摆模型并建立人体行走摆动相和双支撑相数学模型.采用打靶法求解摆动相期间支撑腿踝关节、摆动腿髋关节和膝关节角度变化.基于动量守恒计算摆动腿膝关节锁定和... 详细信息

基于人体行走摆动相期间摆动腿相关肌肉群几乎静息的现象,本文提出一个耦合摆模型并建立人体行走摆动相和双支撑相数学模型.采用打靶法求解摆动相期间支撑腿踝关节、摆动腿髋关节和膝关节角度变化.基于动量守恒计算摆动腿膝关节锁定和脚跟着地时,各关节角速度的变化,得出能量损耗率.分析各关节存在摩擦力矩时对摆动腿膝关节锁定和脚跟着地能耗率的影响.在髋关节与踝关节分别引入弹性储能元件,分析其对行走步态与能耗的影响.研究结果表明,基于数学模型计算出的各关节角度随时间的变化与正常行走时的实测数据非常接近;行走过程中主要的机械能损耗源于脚跟着地撞击,其能耗远大于膝关节锁定和摩擦力矩引起的能耗;在髋关节处添加弹性储能元件会缩短摆动腿摆动相时间,使步速加快,但导致脚跟着地时的能耗上升;在支撑腿踝关节处添加弹性储能元件可以降低摆动腿脚跟着地的能耗,并不会影响步速.本文的研究结果可为下肢助力外骨骼和足部假肢的设计与研究提供参考依据.

关键词：耦合摆行走步态能量损耗弹性元件打靶法

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表评价意义的俄语句法成语多维研究

表评价意义的俄语句法成语多维研究

作者：王兴松辽宁大学

学位级别：硕士

在现代俄语中有一些特殊的成语化结构句,它们由固定成分和自由成分组成,并且各组成部分间的关系不能用现行的语法规则来解释。它们有自己独特的构成模式、结构特点和运用规律,能够表示一系列主观情态意义,如对某一现象的评价、对交谈者... 详细信息

在现代俄语中有一些特殊的成语化结构句,它们由固定成分和自由成分组成,并且各组成部分间的关系不能用现行的语法规则来解释。它们有自己独特的构成模式、结构特点和运用规律,能够表示一系列主观情态意义,如对某一现象的评价、对交谈者话语的反应等。这种特殊的成语化结构句被称为“句法成语”。句法成语是一种特殊的、常见的语言现象,对于俄语非母语的学习者来说,如何理解并正确使用句法成语是一个难点。俄语句法成语的研究始于20世纪60年代。许多著名的中外学者在句法成语的定义、特征、分类等问题的研究方面做出了重要贡献,有着各自的理论和观点。在国内学者的研究中,胡孟浩教授和王福祥教授将句法成语称之为“溶合结构”,孙夏南教授把句法成语定义为“紧缩结构句”,而徐翁宇教授则称之为“成语化结构句”;在俄罗斯众多学者中,维利奇科教授的研究最为权威,得到的认可也最为广泛,他把这种特殊的成语化结构称为“句法成语”。在以往的研究中,国内外学者对句法成语的研究相对较少且大多集中于对句法成语语义方面的研究。本文在维利奇科教授研究的基础之上,借助语言学的相关理论,对表示评价意义的句法成语,即对表示积极评价、消极评价、无区分评价和指明评价客体符合标准的句法成语进行全面而系统的研究,其中包括阐述句法成语的概念,探讨句法成语的结构、类别及表示评价意义的句法成语在语言中的运用等问题,并且通过列举大量实例对这些问题进行详尽地分析和探讨。在句法成语的实际应用过程中,语境、上下文、词汇的填充以及语音语调都会对句法成语所要表达的意思产生重要影响,这也是在学习和应用句法成语时所必须要注意的问题。论文由前言、正文(共四章)以及结束语组成。在前言中阐述论文选题的现实意义、论文的创新性、研究的目的及任务、研究对象、资料来源、研究方法、理论及实践意义。第一章论述语言学中对于评价的研究,介绍评价的分类、评价中的主客观因素及表达评价的方法等。第二章阐述研究句法成语的理论基础,包括句法成语的概念、特点、分类和描述准则以及俄语句法成语化等问题。第三章通过大量例句详细分析表示评价意义的句法成语的模式结构及语义特点。第四章分别从语调和日常交际两个角度探讨表评价意义的句法成语的语用特征。结束语部分陈述论文研究的结论。最后,给出本论文的参考文献。

关键词：句法成语评价模式语用特征

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上肢康复外骨骼机器人的模糊滑模导纳控制

机器人 2018年第4期40卷 457-465页

作者：吴青聪王兴松吴洪涛陈柏南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 东南大学机械工程学院江苏南京211189 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了辅助上肢运动功能障碍患者进行不同模式的康复训练,基于上肢康复外骨骼机器人系统,提出了一种模糊滑模导纳控制策略,实现训练过程的人机协调控制.首先,介绍了康复外骨骼的整体结构和实时控制平台.然后,分析了模糊滑模导纳控制算法... 详细信息

为了辅助上肢运动功能障碍患者进行不同模式的康复训练,基于上肢康复外骨骼机器人系统,提出了一种模糊滑模导纳控制策略,实现训练过程的人机协调控制.首先,介绍了康复外骨骼的整体结构和实时控制平台.然后,分析了模糊滑模导纳控制算法的推导过程,并根据李亚普诺夫稳定性判据证明系统的稳定性.最后,在不同系统导纳参数条件下,分别进行被动训练模式和主动训练模式实验,并对比分析了实验过程中运动偏差、人机交互力以及肱二头肌表面肌电信号的变化特点.实验结果表明,选择合适的目标导纳模型可以优化康复训练强度与难度,提高人机交互柔顺性与患者参与度,满足不同瘫痪程度和康复进度患者的训练需求.

关键词：上肢康复外骨骼模糊滑模导纳控制人机交互柔顺性

为实现外骨骼摆动腿踝关节对人体踝关节运动轨迹的跟踪

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东南大学学报（自然科学版） 2014年第1期44卷 87-92页

作者：贾山路新亮韩亚丽王兴松东南大学机械工程学院南京211189 南京工程学院机械工程学院南京211167

为实现外骨骼摆动腿踝关节对人体踝关节运动轨迹的跟踪，建立了外骨骼摆动腿逆运动学模型与卡尔曼滤波预测模型，并在外骨骼摆动腿踝关节处设置人机位姿误差传感器，同时进行了人体步态实验．仿真中以实验测取的人体踝关节相对于其髋关... 详细信息

为实现外骨骼摆动腿踝关节对人体踝关节运动轨迹的跟踪，建立了外骨骼摆动腿逆运动学模型与卡尔曼滤波预测模型，并在外骨骼摆动腿踝关节处设置人机位姿误差传感器，同时进行了人体步态实验．仿真中以实验测取的人体踝关节相对于其髋关节的运动轨迹作为外骨骼踝关节的跟踪对象，并依此计算外骨骼踝关节处人机位姿误差．采用卡尔曼滤波器对外骨骼摆动腿的髋、膝关节位置进行预测，再利用外骨骼逆运动学模型对预测结果进行校正．结果表明：该方法能良好地实现外骨骼摆动腿踝关节对人体踝关节的运动轨迹跟踪，并且卡尔曼滤波预测能明显改善跟踪的滞后性，同时仅需检测外骨骼踝关节处的人机位姿误差也有助于简化人机之间的传感器布置．

关键词：人机位姿误差踝关节运动学逆解卡尔曼滤波预测