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工业机器人的力/位置模糊控制策略研究

工业机器人的力/位置模糊控制策略研究

作者：王立玲河北大学

学位级别：硕士

随着机器人技术的迅速发展,国际上对机器人的控制问题已经进行了大量研究,虽然力控制在机器人诞生初期就已经被研究者和工程师注意到它的重要性,并开始大量研究,但是到目前为止力控制在实际中成功应用仍然非常少。然而,在将来为了扩大... 详细信息

随着机器人技术的迅速发展,国际上对机器人的控制问题已经进行了大量研究,虽然力控制在机器人诞生初期就已经被研究者和工程师注意到它的重要性,并开始大量研究,但是到目前为止力控制在实际中成功应用仍然非常少。然而,在将来为了扩大机器人应用领域和增加机器人在工作环境中灵活性,力控制注定被需要。机器人力控制主要有两种方法,一种是阻抗控制,另一种是混合控制。本文针对此两种方法在实际应用中存在的问题做了深入研究,并提出相应的解决方案。在阻抗控制中,使用增益调度模糊自调整方案,在线调整控制器参数,以适应外界环境的作用力的变化,使整个系统表现出很强的鲁棒性和良好的动态性能,另外,此系统考虑执行器实际提供扭矩有限制特性,在设计模糊控制器时,使输出在一定幅值之内,从而避免了扭矩饱和,同时保证系统有界稳定;在混合控制中提出基于模糊逻辑模型辨识动态直接驱动机器人不确定参数,这样就可以基于此辨识模型采用计算力矩方法使机器人跟踪期望的力和位置轨迹。具体地,在位置环使用PD 控制,在力环使用PI 控制,实现受约束机器人动态力/位置动态混合控制。这样使得系统实际应用价值很大,并容易证明系统是渐近稳定的。

关键词：机器人力/位置混合控制阻抗控制模糊控制

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高中生英语词汇学习策略调查报告

高中生英语词汇学习策略调查报告

作者：王立玲天津师范大学

学位级别：硕士

词汇是学习一门语言的基础,词汇量的大小,对于一个外语学习者的外语水平有着直接的影响。词汇学习策略的选用对其学习有很大影响。近年来,词汇学习策略在国内开始受到重视。国内的很多学者先后研究了大学生和研究生的词汇学习策略。目前... 详细信息

词汇是学习一门语言的基础,词汇量的大小,对于一个外语学习者的外语水平有着直接的影响。词汇学习策略的选用对其学习有很大影响。近年来,词汇学习策略在国内开始受到重视。国内的很多学者先后研究了大学生和研究生的词汇学习策略。目前,国内对高中生词汇学习策略的研究还不多。高中生,在英语水平和认知发展阶段具有不同于成年人的特征,这些差异决定了他们使用的词汇学习策略也具有自己的特征。研究他们使用的词汇策略,一方面,可以帮助学生和教师提高策略意识;另一方面,可以对学生的词汇学习和教师的教学提供指导。本论文的主要是为了研究出高一学生使用词汇学习策略的基本情况,并且验证男女生在词汇学习策略上是否有不同之处,并且还调查了词汇学习策略的使用和词汇成绩以及和英语成绩有无关系。最后针对这些问题,本论文提出了自己的建议。有26个问题组成的词汇调查表是本研究的主要工具。研究对象是天津两所中学的145名高一学生,针对他们使用的英语词汇学习策略进行了调查和研究。研究结果表明：研究对象使用的词汇学习策略包括认知,元认知和社会情感三类策略。其中,认知策略使用最多,社会策略使用最少：研究的对象倾向于使用对认知水平要求不高的词汇学习策略,他们还喜欢使用方便的学习策略,学习缺乏主动性,有依赖性。最后,根据高中学生英语词汇学习策略特点,提出对学生词汇学习策略的训练的几点建议,使学生们更有针对性的使用策略,提高教学水平及学习质量。

关键词：词汇学习词汇学习策略认知策略元认知策略社会情感策略

化学成分及热处理对ZG30MnSi槽帮钢力学性能影响的研究

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化学成分及热处理对ZG30MnSi槽帮钢力学性能影响的研究

作者：王立玲西安科技大学

学位级别：硕士

刮板输送机是煤矿运输的主要设备,中部槽槽帮是刮板输送机向前移动的主要受力部位,其质量将影响刮板输送机运行及煤矿的正常安全生产。本文针对影响中部槽槽帮质量的两个重要因素——化学成分和热处理对ZG30MnSi槽帮钢力学性能的影响进... 详细信息

刮板输送机是煤矿运输的主要设备,中部槽槽帮是刮板输送机向前移动的主要受力部位,其质量将影响刮板输送机运行及煤矿的正常安全生产。本文针对影响中部槽槽帮质量的两个重要因素——化学成分和热处理对ZG30MnSi槽帮钢力学性能的影响进行研究,以期通过优化化学成分配比和热处理工艺达到进一步提高中部槽槽帮质量的目的。本文采用正交试验设计法,对不同碳、锰、硅、铝含量的ZG30MnSi槽帮钢试样、对不同正火处理、不同调质处理的ZG30MnSi槽帮钢试样进行力学性能试验,得出试验结果。对试验结果分析研究,得出以下几点:（1）碳、锰、硅、铝含量对ZG30MnSi槽帮钢力学性能的影响及最佳的成分配比。（2）正火加热温度对ZG30MnSi槽帮钢力学性能的影响及最佳的正火加热温度。（3）调质淬火加热温度和回火加热温度对ZG30MnSi槽帮钢力学性能的影响及最佳的调质工艺。本文针对化学成分和热处理对ZG30MnSi槽帮钢力学性能影响的研究结论的应用将使槽帮钢质量进一步提高,同时进一步提高了刮板输送机的整体使用性能。

关键词： ZG30MnSi槽帮钢化学成分热处理力学性能

托吡酯对缺氧缺血性损伤新生大鼠脑保护作用的实验研究

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托吡酯对缺氧缺血性损伤新生大鼠脑保护作用的实验研究

作者：王立玲山东大学

学位级别：硕士

背景新生儿围产期窒息导致的缺氧缺血性脑损伤(HIBD)是新生儿期常见的临床疾病,是导致新生儿发病、死亡和远期神经系统发育障碍的重要因素,由于其发病机制复杂,迄今为止对其损伤后的治疗仍无根本性有力措施。因此,对HIBD发病机制及其... 详细信息

背景新生儿围产期窒息导致的缺氧缺血性脑损伤(HIBD)是新生儿期常见的临床疾病,是导致新生儿发病、死亡和远期神经系统发育障碍的重要因素,由于其发病机制复杂,迄今为止对其损伤后的治疗仍无根本性有力措施。因此,对HIBD发病机制及其治疗的进一步研究,是当今国内外尤为关注的围产医学热点。近年来,随着国内外对其发病机制的进一步研究,治疗上也相继出现了新途径。托吡酯(TPM)作为一种新型抗癫痫药,目前正广泛用于临床。随着对托吡酯研究的不断深入,其对窒息后脑损伤的保护作用已经得到证实。2006年Noh MR等人通过动物试验研究认为托吡酯脑保护作用机制主要有以下几点1.阻断电压依赖性Na或/和Ca通道2.激活GABA引发的Cl内流3.阻滞KA/AMPA型谷氨酸受体的作用4.抑制碳酸酐酶的活性5.减轻线粒体损伤。国内少数的试验研究结果表明:托吡酯能减轻缺氧缺血后脑组织中钠蓄积,减轻脑水肿,减少神经元死亡,有效抑制氧自由基的产生及毒性,具有良好的防治脑损害的作用。但是关于托吡酯的给药时间、给药剂量、给药方式及其脑保护作用的具体机制等目前仍不明确,研究较少。胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)是TGF-β超家族的一个新亚族成员,目前已在多种神经细胞和神经相关细胞的培养中发现其表达。作为神经营养因子家族的新成员,GDNF发挥着多效能的神经营养作用。越来越多的证据表明,其在改善和促进损伤后的神经元修复和再生中发挥着重要作用。就新生儿HIBD治疗的特异性神经保护措施方面,神经营养因子是一个重要部分,对其的研究正日益受到广泛瞩目。在对体外培养的用兴奋性氨基酸建立的小脑皮质神经元变性损害模型实验中,培养液中的GDNF可明显减轻谷氨酸毒性,保护未受损细胞,促使受损细胞功能恢复,使细胞死亡率降低,从而减轻小脑皮质神经元变性死亡,并呈正量效关系。GDNF在不同时期表达不一,另外,脑损伤后GDNF表达变化也存在一定的时序性规律。出生后7d的大鼠脑与新生儿脑发育相似,造成一过性脑缺氧缺血的条件也与HIBD类似。国内外广泛采用新生7日龄大鼠建立HIBD模型来进行关于HIBD的研究。本实验研究亦采用此试验方法。以上问题构成本课题的设计思路和研究目的。通过建立缺氧缺血性损伤动物模型,借助观察脑损伤后不同时间托吡酯给药对脑组织病理学改变、GDNF动态表达水平等方面的影响,与对照组比较,进一步探讨托吡酯在脑保护作用中的治疗时间窗及调控机制。对上述问题进行深入研究,不仅有助于进一步阐明托吡酯脑保护作用的治疗机制,同时对托吡酯的治疗时间窗也得到一定程度探讨,为托吡酯治疗围产期HIBD的时机及作用机制提供强有力的理论和实验依据。目的 1.观察新生大鼠缺氧缺血性脑损伤后胶质细胞源性神经营养因子表达水平的动态变化。 2.观察托吡酯不同时间给药对缺氧缺血性脑损伤新生大鼠GDNF动态表达的影响。 3.观察托吡酯对缺氧缺血性损伤新生大鼠脑保护作用的治疗时间窗。 4.进一步探讨托吡酯脑保护作用的机制。方法 1.152只新生7日龄大鼠随机分为假手术组、单纯缺氧缺血组、托吡酯治疗组,后者根据损伤后托吡酯不同时间给药又分成预处理组,后处理组及延迟治疗组。 2.建立HIBD动物模型。 3.给药及处理方法 (1)托吡酯治疗组:将托吡酯溶于注射用水中,配成2%溶液,首剂给药剂量按150mg/kg经灌胃器由口注入,以迅速达到血液峰浓度,以后每次给药剂量均按100mg/kg;其中预处理组给药时间为缺氧缺血前立即、缺氧缺血后立即、之后每隔12h各一次,直至第五天;后处理组缺氧缺血前不给药,余同预处理组;延迟治疗组缺氧缺血后2h一次,之后每隔12h一次至第五天,各组总给药次数相同,均为12次,以观察托吡酯的治疗时间窗。 (2)单纯缺氧缺血组和假手术组同时间点给予等体积的生理盐水。 (3)各组均在在缺氧缺血后12h、2d、3d、5d分别处死1/4的动物(即假手术组每次处死6只,单纯缺氧缺血组和托吡酯各治疗组每次各8只)。 4.应用HE染色、免疫组织化学及Western blotting等试验方法观察和测定研究指标。结果 1.形态学结果单纯缺氧缺血组同侧脑组织梗塞液化发生率约90%,病理学改变包括纹状体、海马、皮层及下丘脑等部位出现组织脱失,组织苍白、萎缩,在严重损伤脑区域,大部分同侧半球发生液化,仅有很少的解剖标志可辨认;延迟处理组脑组织坏死也较明显;而预处理组及后处理组,脑损伤发生显著减轻。 ***染色结果假手术组组织结构层次明晰,细胞轮廓清楚,核居中,尼氏体位于核周边:单纯缺氧缺血组在缺氧缺血后12h缺血侧皮质、纹状体出现轻微的病理变化,第2d病变最严重,表现为皮质、纹状体、海马、丘脑大片坏死区,第3d病变减轻,出现胶质细胞增生,第5d基本上未见到破裂细胞,出现大片胶质瘢痕;托吡酯预处理和后处理

关键词：脑缺血胶质细胞源性神经营养因子托吡酯新生儿

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基于多传感器信息融合的双足机器人自主定位

中国惯性技术学报 2018年第5期26卷 629-634页

作者：王立玲梁亮马东王洪瑞刘秀玲河北大学电子信息工程学院保定071002 河北省数字医疗工程重点实验室保定071002

针对单目视觉SLAM应用于双足机器人过程中易出现跟踪失败和传统位姿传感器累积误差较大的问题,提出了一种融合三种传感器信息的机器人定位方法。首先获取机器人关节编码器数据,运用运动学求解输出位置信息,再由基于特征识别的SLAM系统... 详细信息

针对单目视觉SLAM应用于双足机器人过程中易出现跟踪失败和传统位姿传感器累积误差较大的问题,提出了一种融合三种传感器信息的机器人定位方法。首先获取机器人关节编码器数据,运用运动学求解输出位置信息,再由基于特征识别的SLAM系统估计机器人头部单目相机位姿,经过尺度恢复和坐标系校正后输出位置信息,同时获取惯性测量单元的偏航测量,最后通过扩展卡尔曼滤波算法融合三种信息,从而更加精确稳定地对机器人进行定位。以双足机器人NAO为研究平台,在室内进行多组实验对所提出的方法进行验证,结果表明融合所得结果与传统位姿传感器输出信息相比,均方根误差明显降低;相比单目视觉SLAM跟踪失效率至少降低88%。

关键词：双足机器人单目视觉扩展卡尔曼滤波多信息融合

基于点线特征视觉惯性融合的机器人SLAM算法

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中国惯性技术学报 2022年第6期30卷 730-737页

作者：王立玲朱旭阳马东王洪瑞河北大学电子信息工程学院保定071002 河北大学机器人技术研究中心保定071002

针对弱纹理环境下单目视觉SLAM系统只依靠提取点特征鲁棒性较差的问题,提出一种点线特征视觉与惯导融合的机器人SLAM算法。首先,采用自适应加权提取点线特征并使用普吕克坐标法表示线段,减小计算量同时较好克服线特征提取时线段割裂的不... 详细信息

针对弱纹理环境下单目视觉SLAM系统只依靠提取点特征鲁棒性较差的问题,提出一种点线特征视觉与惯导融合的机器人SLAM算法。首先,采用自适应加权提取点线特征并使用普吕克坐标法表示线段,减小计算量同时较好克服线特征提取时线段割裂的不足;其次,采用四叉树法实现点线特征提取均匀化解决特征堆积问题,同时消除点线特征误匹配,再利用视觉点线信息与IMU紧耦合优化机制提高机器人SLAM算法精确度。最后,将该算法在EuRoC数据集和弱纹理环境中进行实验,结果表明,改进后线特征提取相较于传统线特征提取鲁棒性提高了12.94%,相较于原生算法ORB-SLAM3,改进后特征匹配时间节约了19.2%,大型弱纹理环境中绝对定位精度提高了55.6%,所提算法在弱纹理环境中定位效果具有较强的鲁棒性和精确性。

关键词：视觉SLAM 点线特征融合线特征提取传感器融合

滑动与打滑条件下的轮式移动机器人自抗扰跟踪控制

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控制理论与应用 2020年第2期37卷 431-438页

作者：王立玲董力元马东刘秀玲王洪瑞河北大学电子信息工程学院河北保定071002 河北省数字医疗工程重点实验室河北保定071002

针对具有未知的滑动与打滑的轮式移动机器人(WMR),提出了一种基于自抗扰思想的跟踪控制策略.首先建立了滑动与打滑条件下的轮式移动机器人动力学模型.其次,由反步法设计运动学控制器,基于模型设计线性扩张观测器和动力学控制器,并给出... 详细信息

针对具有未知的滑动与打滑的轮式移动机器人(WMR),提出了一种基于自抗扰思想的跟踪控制策略.首先建立了滑动与打滑条件下的轮式移动机器人动力学模型.其次,由反步法设计运动学控制器,基于模型设计线性扩张观测器和动力学控制器,并给出了控制器稳定性分析.最后与积分滑模控制进行了仿真对比,结果表明该控制方法的误差收敛速度更快.观测器能够精确估计滑动与打滑及动力学不确定性对机器人的扰动,提高了轮式移动机器人轨迹跟踪的鲁棒性.

关键词：轮式移动机器人轨迹跟踪滑动与打滑线性扩张观测器反步法