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基于参数辨识的并联机器人误差模型研究

农业机械学报 2024年第7期55卷 439-448,458页

作者：梁鸿键陈南霆陈明方胡俊楠武学岩吕娟昆明理工大学机电工程学院昆明650500 西安交通大学电气工程学院西安710049

误差模型是保障机器人定位精度的重要前提,本文提出了一种基于参数辨识的并联机器人误差模型验证方法。搭建参数辨识模型以获取机器人实际结构参数,使用偏微分理论建立实际误差模型,并对模型中的误差参数进行定量分析。随后将各误差参... 详细信息

误差模型是保障机器人定位精度的重要前提,本文提出了一种基于参数辨识的并联机器人误差模型验证方法。搭建参数辨识模型以获取机器人实际结构参数,使用偏微分理论建立实际误差模型,并对模型中的误差参数进行定量分析。随后将各误差参数对末端执行器位姿的影响映射到关节输入量上,从而驱动机器人执行误差模型验证实验。以3-PUU并联机器人为对象进行误差分析并开展实验验证,对比激光跟踪仪采集的末端执行器位置数据与误差模型分析结果,结果表明两者之间最大偏差为0.50 mm,平均偏差在0.31 mm以内,验证了所建误差模型的合理性与正确性。

关键词：并联机器人参数辨识误差分析误差模型

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3-PTT并联机器人的误差分析与补偿

工程科学与技术 2024年

作者：陈明方梁鸿键魏松坡何朝银河南平原光电有限公司工程信息部昆明理工大学机电工程学院

为提高并联机器人的位姿精度，对其标定是有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此，本文以 3-PTT并联机器人为研究对象，首先通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型，细分1... 详细信息

为提高并联机器人的位姿精度，对其标定是有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此，本文以 3-PTT并联机器人为研究对象，首先通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型，细分18种情况向其中添加误差值，系统地分析了铰链点安装坐标误差及连杆长度误差对动平台位置精度的影响关系。误差分析结果表明连杆长度和静平台铰链点z坐标误差对末端精度影响显著，三个自由度方向上的误差均已超过1 mm。同时，为克服传统方法中的不足，本文提出一种逆运动学误差补偿算法。该算法利用机器人的逆运动学模型将机构误差转化为关节输入误差，减少了传统算法中的误差参数，大幅降低了优化方程的求解难度，提高了补偿效率。随后采用改进粒子群算法对误差修正目标函数寻优，以此获得滑块补偿量，将其与理想滑块输入量叠加作为滑块修正量驱动机器人完成误差补偿。仿真结果表明，补偿后动平台位置误差均无限趋于零；实验结果显示，动平台在x、y、z轴自由度方向的误差最大值分别由10.89 mm、12.42 mm、2.12 mm降至0.97 mm、1.14 mm、0.72 mm，距离误差最大值由15.35 mm降至1.36 mm，补偿效果明显；误差均值分别由5.86 mm、8.02 mm、1.12 mm降至0.45 mm、0.46 mm、0.33 mm，距离误差均值降至0.82 mm，运行精度提高92.1%。

关键词：并联机器人误差分析误差补偿改进粒子群算法位姿精度

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基于参数辨识的并联机器人误差分析与验证

农业机械学报 2024年

作者：梁鸿键陈南霆陈明方胡俊楠武学岩吕娟昆明理工大学机电工程学院西安交通大学电气工程学院

误差模型是保障机器人运行精度的重要前提，本文提出了一种基于参数辨识的并联机器人误差模型验证方法。搭建参数辨识模型以获取机器人实际结构参数，使用偏微分理论建立实际误差模型，并对模型中的误差参数进行定量分析。随后将各误差... 详细信息

误差模型是保障机器人运行精度的重要前提，本文提出了一种基于参数辨识的并联机器人误差模型验证方法。搭建参数辨识模型以获取机器人实际结构参数，使用偏微分理论建立实际误差模型，并对模型中的误差参数进行定量分析。随后将各误差参数对末端执行器位姿的影响映射到关节输入量上，从而驱动机器人执行误差模型验证实验。以3-PUU并联机器人为对象进行误差分析并开展实验验证，对比激光跟踪仪采集的末端执行器位置数据与误差模型分析结果，结果表明两者之间的最大偏差为0.50 mm，平均偏差在0.25 mm以内，验证了所建误差模型的合理性与正确性。

关键词：并联机器人参数辨识误差分析误差模型验证

课下首注语文教学资源研究 ——以部编本语文第四学段教材为例

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课下首注语文教学资源研究 ——以部编本语文第四学段教材为例

作者：陈明方黄冈师范学院

学位级别：硕士

《义务教育语文课程标准(2011年版)》中明确提出,要重视语文教学资源的开发与利用。作为教材选文的辅助性工具,作为提升中学生语文核心素养的独特资源,“课下首注”的内容在其中起着举足轻重的作用。然而,通过实证调研发现,在实际的中... 详细信息

《义务教育语文课程标准(2011年版)》中明确提出,要重视语文教学资源的开发与利用。作为教材选文的辅助性工具,作为提升中学生语文核心素养的独特资源,“课下首注”的内容在其中起着举足轻重的作用。然而,通过实证调研发现,在实际的中学语文教学中,“课下首注”往往是被教师与学生所忽视的存在。本文从部编本第四阶段语文教材的“课下首注”出发,根据前期调研所存在的“课下首注”在实际的语文教学中不受重视的问题,具体分析“课下首注”的内容、表述模式,并从中发现与课标考纲所对应的语文教学资源,从而在分析其特点的基础上得出学习“课下首注”的必要性。本论文一共分为五个部分。第一部分是绪论,主要界定“课下首注”“语文教学资源”的定义,介绍研究缘起,分析有关“课下首注语文教学资源”的研究现状、内容、方法及意义。第二部分主要是在整理部编本第四阶段语文教材的课下首注语料的基础上,描述其主要内容,分析其表述模式。其主要内容包括三个方面:选文来源、标题注释、作者简介。其表述模式则主要包括四个方面:基本式、省略式、补充式、缺位式。第三部分是在分析首注语文教学资源内容的基础上,研究其主要包含的教学资源,主要包括显性的语言资源、文学资源、文化资源以及隐性的读写资源。第四部分主要从分承性、简省性、系统性、有效性这四个方面出发,总结了课下首注语文教学资源的特征以及学习的必要性。最后则是结语部分,本部分主要对全文进行了概括性总结,并提出了本研究的局限性,以便后人作补充性研究。

关键词：初中语文课下首注教学资源

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便携式多普勒速度跟踪仪的研究与实现

便携式多普勒速度跟踪仪的研究与实现

作者：陈明方沈阳工业大学

学位级别：硕士

速度跟踪与检测技术是运动控制的一个重要环节,近年来控制理论研究日趋成熟,速度跟踪与检测技术也取得了长足的进步。应用成熟的古典控制理论或尚处于完善阶段的现代控制理论,研究开发出经济、实用、性能优越的新一代速度跟踪系统,已经... 详细信息

速度跟踪与检测技术是运动控制的一个重要环节,近年来控制理论研究日趋成熟,速度跟踪与检测技术也取得了长足的进步。应用成熟的古典控制理论或尚处于完善阶段的现代控制理论,研究开发出经济、实用、性能优越的新一代速度跟踪系统,已经成为速度检测领域内的一种趋势。课题所研究开发的测速系统算法可靠、滤波精度高、反应快速、自我调节与适应能力强、经济实用、携带方便。模拟滤波器经济性好,而且可以快速滤掉非检测范围内运动目标的干扰、直流干扰及本振干扰等干扰信号。利用这一特点,设计了性价比优越的切比雪夫有源低通滤波器和双二次型椭圆函数有源高通滤波器,并制作了印刷电路板。通过对滤波电路的仿真和实验分析,可以达到预期的滤波目的。 USB串口通讯的主要优点是快速、灵活、简洁。利用这一特点并结合数据采集的相关函数,实现了滤波后的数据采集。实验表明,可以准确的采集到输入信号的频率,为快速、准确、有效地提取多普勒频率提供了可靠的保证。数字滤波可以快速滤掉和有用信号的频率相重叠或者接近部分的干扰信号。为了保证响应的快速性,论文选择了算法处理速度较快的VC++6.0软件开发平台。对利用数字滤波进行信号处理提出了两种可行方案。其一是经典频谱分析理论,该方法快速可靠,但缺乏灵活性;其二是基于最小二乘的自适应滤波理论,该方法自我调节能力强,适用范围广泛,但算法周期较长。应用中视具体被检测对象而定。实验表明:经典频谱分析方法滤波效果好,速度快,自适应滤波适应性更强。课题所开发的测速系统,经济实用、体积小巧、携带方便。其中关键的信号处理部分以软件为主、与硬件相结合。既确保了系统响应的快速性,又通过灵活选择算法,确保了快速性与适应性兼备。自适应滤波算法虽然运算周期较直接频谱分析算法略长,但它强大的适应性又让人难以割舍,为系统的进一步研究、开发指明了方向。

关键词：多普勒效应功率谱傅立叶变换自适应滤波器

结合特征复用注意力与精细化分层残差的细微裂纹密集连续检测

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仪器仪表学报 2021年第2期42卷 285-296页

作者：潘云龙王森张印辉陈明方昆明理工大学机电工程学院昆明650500

细微裂纹的高效识别对结构体早期故障诊断具有重要意义。图像分割等方法在处理复杂且带有断裂的细微裂纹时难以达到满意效果。因此,将细微裂纹的识别问题转变为密集连续的中心点预测问题,利用精细化分层残差模块构造特征提取器并结合具... 详细信息

细微裂纹的高效识别对结构体早期故障诊断具有重要意义。图像分割等方法在处理复杂且带有断裂的细微裂纹时难以达到满意效果。因此,将细微裂纹的识别问题转变为密集连续的中心点预测问题,利用精细化分层残差模块构造特征提取器并结合具有特征复用的注意力模块提出一种细微裂纹检测方法。首先使用相同的矩形框沿裂纹轨迹密集连续地标注;其次对不同的精细化分层残差模块进行消融实验,得到有利于细微裂纹特征提取的骨干网络;最后结合具有特征复用的注意力模块与骨干网络对比了六种不同的特征复用方式。实验结果表明,本文方法的最高和平均精度分别为61.0%和54.7%,与原模型相比分别提升4.9%和6.3%,成功识别细微裂纹及其局部断裂区域并抑制背景干扰。

关键词：细微裂纹中心点检测分层残差注意力模块

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数控辅助超精密定位工作平台的研究

东北大学学报（自然科学版） 2013年第6期34卷 875-879页

作者：陈明方邹平韩钢侯伯民东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 沈阳职业技术学院电气工程系辽宁沈阳110045

在超精密加工中,需要亚微米乃至纳米级的定位,而常规的伺服电机驱动、精密滚珠丝杠传动方案的定位精度一般只能达到微米级.为提高数控进给装置的定位精度,在原有伺服进给定位装置的基础上,总结现有微定位补偿机构设计的不足,提出新的闭... 详细信息

在超精密加工中,需要亚微米乃至纳米级的定位,而常规的伺服电机驱动、精密滚珠丝杠传动方案的定位精度一般只能达到微米级.为提高数控进给装置的定位精度,在原有伺服进给定位装置的基础上,总结现有微定位补偿机构设计的不足,提出新的闭环伺服精密微位移补偿控制方案,以显著减小数控伺服进给装置的定位误差.设计的压电驱动微定位工作台具有纳米级位移分辨率和定位精度,静、动刚度好.试验表明,本系统设计的10μm行程微定位平台能很好地补偿数控滚珠丝杠副定位偏差,实现超精密加工的超精密进给要求.

关键词：微定位 TMS320F28335 电涡流高精数据采集进给装置

基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究

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基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究

作者：陈明方西南交通大学

学位级别：硕士

可见光通信技术(Visible Light Communication, VLC)是利用可见光波段的光作为信息载体,在空气中直接传输光信号的通信方式。LED光源具有稳定性好、寿命长、光效高、功耗低、绿色环保等优点,是成为新一代的照明光源。而LED核心发光单元... 详细信息

可见光通信技术(Visible Light Communication, VLC)是利用可见光波段的光作为信息载体,在空气中直接传输光信号的通信方式。LED光源具有稳定性好、寿命长、光效高、功耗低、绿色环保等优点,是成为新一代的照明光源。而LED核心发光单元是发光二极管(Light Emitting Diode, LED),具有响应速度快、通信带宽宽等特性,成为了通信载波方式和无线通信的一个重要载体。机动车在出厂时拥有全球唯一的“身份证”——车辆识别代码(Vehicle Identification Number, VIN),它包含了机动车的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等身份信息。在汽车维护、高速收费、停车收费、车辆年检等场所都需要正确解读VIN码。目前采用的人工、蓝牙通信或图像识别等方式对车辆进行身份识别,存在耗时、复杂、存储量过大、成本较高等不足。为了满足识别要求的快速性、准确性和唯一性,提出研究建立基于可见光通信的车辆身份识别系统。论文研究在车辆大灯基础上开发基于可见光通信的车辆身份识别系统,提出了由发射装置、通信链路和接收装置组成的身份识别系统总体架构,同时对系统通信协议等关键实现技术展开了研究。发射装置主要由发送控制器、车辆灯光控制器构成;通信链路为自由空间;接收装置包括光学接收镜头、光电探测器、信号处理、显示与存储等构成。通信采用开关按键(On-Off Keying, OOK)调制技术和自编码通信协议结构,将车辆身份信息进行编码调制后通过车辆灯光进行发送。接收端采用光电检测器经过滤光片后进入接收装置,微弱信号经过放大、滤波、比较,然后进入单片机进行解码、显示和存储,从而读取实现车辆的身份信息识别。本系统兼具照明、通信于一体,应用维护便捷,具有在特定环境下对移动车辆进行定位和识别的应用前景。计算机仿真及物理实验测试表明,白光通信在低速(1KHz)通信速率下能实现数据的可靠链接和通信,论文研究为基于可见光通信的车辆身份识别系统进行了有益的探索,具有一定技术借鉴价值。

关键词：可见光通信车辆身份识别 LED光源 VIN码调制技术

基于TMS320F28335的新型数字电机驱动器的设计与分析

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机床与液压 2013年第23期41卷 88-92页

作者：陈明方邹平东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 沈阳职业技术学院电气工程系辽宁沈阳110045

在传统行波超声电机驱动器基础上,对比各自的优缺点,提出正反转脉宽调速方案。详细分析了电机驱动器中主要元器件的选择原则和理由。该驱动器利用DSP的精密PWM技术,很好地解决了死区防护问题;引入压电反馈环节很好地解决了系统谐振点温... 详细信息

在传统行波超声电机驱动器基础上,对比各自的优缺点,提出正反转脉宽调速方案。详细分析了电机驱动器中主要元器件的选择原则和理由。该驱动器利用DSP的精密PWM技术,很好地解决了死区防护问题;引入压电反馈环节很好地解决了系统谐振点温漂问题。经实验证明:正反转脉宽调速方法动态性好、调速范围宽、调速线性好。

关键词：行波超声电机驱动器正反转脉宽调节