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基于变质心高度策略的双足机器人变步长步态规划

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第4期51卷 944-952页

作者：周江琛肖晓晖武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

针对双足机器人变步长步行需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态生成方法。首先,通过理论计算结合样机实验,得出相同步行周期下不同步长对应的机器人能耗最低的质心高度,作为变高度过程中质心高度的参考值;其次,基于模型预测控... 详细信息

针对双足机器人变步长步行需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态生成方法。首先,通过理论计算结合样机实验,得出相同步行周期下不同步长对应的机器人能耗最低的质心高度,作为变高度过程中质心高度的参考值;其次,基于模型预测控制(MPC)建立质心状态方程,构建综合质心位轨迹、速度优化和落脚点控制的优化目标函数,考虑零力矩点(ZMP)稳定裕度约束,建立二次约束二次规划模型(QCQP),生成最优质心轨迹;最后,以NAO机器人为实验平台进行变步长步行对比实验。研究结果表明:采用模型预测控制方法,机器人步行过程中ZMP始终保持在稳定范围内,实现了稳定步行;基于变质心高度的步态生成策略,根据步长变化调整机器人质心高度,能适应0.04~0.10 m变步长步行,相比于定高度线性倒立摆模型具有更强的步长调节能力;针对所设计的变步长序列,基于变质心高度的变步长方法相比于传统恒定质心高度方法平均能耗降低约16%。

关键词：变质心高度变步长模型预测控制能量效率双足步行

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考虑能耗优化的双足步行机器人柔性关节研究

中南大学学报（自然科学版） 2015年第11期46卷 4070-4076页

作者：张强肖晓晖王杨游鹏辉谢涛武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

为了优化双足步行机器人行走过程中的能量消耗,建立机器人的柔性踝关节和柔性膝关节,分析在机器人单腿支撑阶段,矢状面运动中柔性关节的刚度对关节电机输出转矩和能量消耗的影响。首先,建立双足步行机器人的5连杆模型,分别在该模型的踝... 详细信息

为了优化双足步行机器人行走过程中的能量消耗,建立机器人的柔性踝关节和柔性膝关节,分析在机器人单腿支撑阶段,矢状面运动中柔性关节的刚度对关节电机输出转矩和能量消耗的影响。首先,建立双足步行机器人的5连杆模型,分别在该模型的踝关节和膝关节对柔性进行改进;其次,采用基于零力矩点(zero moment point,ZMP)稳定判据的步态规划方法,通过给定ZMP轨迹获取机器人质心轨迹,插值得到机器人在刚性路面的离线步态;最后,基于改进的柔性关节5连杆步行机器人模型,分别采用拉格朗日方程解析法和虚拟样机动力学仿真法,分析柔性踝关节和膝关节的刚度对关节电机输出转矩和能量消耗的影响。研究结果表明:适当选择柔性关节的刚度可以有效地减小关节电机的输出转矩和能量消耗;柔性踝关节和膝关节分别存在1个最佳刚度,在此刚度下关节电机的能量消耗可以降到最小,与解析法中刚性关节相比分别减小89.87%和90.11%,与动力学仿真中刚性关节相比分别减小88.66%和81.23%。

关键词：柔性关节双足步行机器人步态规划拉格朗日方程能量消耗

基于鲁棒建模的气动人工肌肉驱动仿生关节的轨迹跟踪控制

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机器人 2016年第2期38卷 248-256页

作者：王杨张强肖晓晖武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

为了简单、高效地实现对由单根气动人工肌肉(pneumatic artificial muscle,PAM)驱动的仿生关节的轨迹跟踪控制,提出了一种基于鲁棒建模方法的级联控制策略.首先,通过解析法建立比例方向控制阀输入电压与PAM腔内驱动气压之间的非线性模型... 详细信息

为了简单、高效地实现对由单根气动人工肌肉(pneumatic artificial muscle,PAM)驱动的仿生关节的轨迹跟踪控制,提出了一种基于鲁棒建模方法的级联控制策略.首先,通过解析法建立比例方向控制阀输入电压与PAM腔内驱动气压之间的非线性模型.其次,将PAM的驱动气压输入和关节角位移输出之间的非线性关系等效为一个含有参数摄动的2阶线性时不变模型,并通过鲁棒建模方法辨识模型参数.再者,对应由以上两个模型(即非线性模型和线性时不变模型)组成的混合模型,提出一种级联控制器,其外环是一个采用回路成形设计程序(loop-shaping design procedure,LSDP)法设计的用于角度位置跟踪的H∞控制器,内环是一个基于反馈线性化理论的用于PAM腔内驱动气压控制的非线性控制器.最后,在回转角度小于90?且工作频率上限小于1.25 rad/s的实验条件下,关节对参考轨迹实现了稳态误差小于2%的跟踪.本研究表明,在工作频率相对较低的情况下,采用所提策略可以对高度非线性系统实现有效的轨迹跟踪控制.

关键词：鲁棒建模 H∞控制非线性系统回路成形设计程序仿生关节

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“交斩美人”解

中国语文 2020年第4期 494-497页

作者：肖晓晖中国社会科学院语言研究所北京

《世说新语·汰侈》记载了一段著名的故事:石崇每要客燕集,常令美人行酒;客饮酒不尽者,使黄门交斩美人。王丞相与大将军尝共诣崇。丞相素不能饮,辄自勉强,至于沈醉。每至大将军,固不饮以观其变,已斩三人,颜色如故,尚不肯饮。丞相让之,... 详细信息

《世说新语·汰侈》记载了一段著名的故事:石崇每要客燕集,常令美人行酒;客饮酒不尽者,使黄门交斩美人。王丞相与大将军尝共诣崇。丞相素不能饮,辄自勉强,至于沈醉。每至大将军,固不饮以观其变,已斩三人,颜色如故,尚不肯饮。丞相让之,大将军曰:“自杀伊家人,何预卿事!”“交斩美人”一句,“交”字何意,旧注无说。在后世传抄转引的文献中,“交”字常被略去,如宋人乐史《绿珠传》、明人冯梦龙辑《古今谭概·鸷忍》皆作“使黄门斩美人”,大概已不明“交”字之义,故径删去。

关键词：古今谭概冯梦龙世说新语绿珠传

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双足步行机器人在线步态生成与偏航控制策略

中南大学学报（自然科学版） 2016年第4期47卷 1136-1143页

作者：丁加涛肖晓晖王杨武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

针对双足步行机器人的偏航行走需求,提出一种步态生成与偏航行走控制策略,实现步态模式的在线生成与自主偏航行走。其步骤为:首先,基于零力矩点(ZMP)稳定判据,采用线性倒立摆模型和正-逆运动学循环求解算法,建立离线步态生成器;其次,采... 详细信息

针对双足步行机器人的偏航行走需求,提出一种步态生成与偏航行走控制策略,实现步态模式的在线生成与自主偏航行走。其步骤为:首先,基于零力矩点(ZMP)稳定判据,采用线性倒立摆模型和正-逆运动学循环求解算法,建立离线步态生成器;其次,采用预观控制理论,建立用于轨迹跟踪的预观控制器,实现双足步态的在线生成;然后,引入角度系数,运用矢量合成法,根据目标偏航角度,通过回放-纠正方法确定合适的固定系数;最后,采用MATLAB和Adams组成的联合仿真平台,验证方法的有效性。研究结果表明:该方法能利用离线生成的角度,有效减少质心侧向轨迹跟踪误差;通过矢量合成和回放纠正,选取合适的角度系数,实现无偏航步态的在线生成;不需要实时规划参考ZMP轨迹,在保证稳定的前提下,实现15°和30°偏航行走。

关键词：双足步行机器人步态生成偏航控制矢量合成回放-纠正

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输电导线舞动的计算机仿真

武汉大学学报（工学版） 2002年第1期35卷 39-43页

作者：于俊清郭应龙肖晓晖武汉大学计算机学院湖北武汉430072 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

在系统分析舞动机理的基础上 ,通过对ADINA程序进行改造 ,并加入空气动力模块 ,开发了一套较为完整的输电导线舞动的计算机仿真程序 ,并利用该程序对大跨越输电线路的舞动形成过程及几种防舞器的防舞效果进行了动态仿真 ,通过与现场观... 详细信息

在系统分析舞动机理的基础上 ,通过对ADINA程序进行改造 ,并加入空气动力模块 ,开发了一套较为完整的输电导线舞动的计算机仿真程序 ,并利用该程序对大跨越输电线路的舞动形成过程及几种防舞器的防舞效果进行了动态仿真 ,通过与现场观测数据进行比较。

关键词：舞动有限元输电导线计算机仿真数据观测

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论类推机制在同素异序词分化中的作用

福建师范大学学报（哲学社会科学版） 2019年第6期 142-150,171,172页

作者：肖晓晖中国社会科学院语言研究所

在汉语词汇的发展历史中,存在着数量众多的同素异序词。其中有一部分同素异序词经过发展演化,两种素序形式都得以保留,但在词性、意义或用法等方面有着明显区别,分化为两个不同的词。本文考察发现,部分同素异序词分化是受到语言系统内... 详细信息

在汉语词汇的发展历史中,存在着数量众多的同素异序词。其中有一部分同素异序词经过发展演化,两种素序形式都得以保留,但在词性、意义或用法等方面有着明显区别,分化为两个不同的词。本文考察发现,部分同素异序词分化是受到语言系统内部类推机制的作用,本为并列式的某个素序形式因"形似"某种强势构词式而被类推为该结构,从而具备了相应的语义、语法特点,最终导致此素序形式与另一素序形式发生分化。

关键词：同素异序词分化类推并列式合成词

基于改进果蝇优化算法优化SVM的模拟电路故障诊断

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电子测量与仪器学报 2019年第5期31卷 57-64页

作者：肖晓晖福建省机械科学研究院

为提高支持向量机(SVM)在模拟电路故障诊断中的精度,对果蝇优化算法(FOA)进行改进,提取了一种基于改进果蝇优化算法优化SVM的模拟电路故障诊断方法。改进果蝇优化算法(SHFOA)在FOA算法中增加了“学习历史”的策略,增强了果蝇种群的多样... 详细信息

为提高支持向量机(SVM)在模拟电路故障诊断中的精度,对果蝇优化算法(FOA)进行改进,提取了一种基于改进果蝇优化算法优化SVM的模拟电路故障诊断方法。改进果蝇优化算法(SHFOA)在FOA算法中增加了“学习历史”的策略,增强了果蝇种群的多样性和算法跳出局部最优的能力,可以获得更优的SVM参数,有效地提升了SVM的分类性能。Sallen-Key低通滤波器电路故障诊断和工程应用验证了SHFOA算法提升了SVM的识别效果,获得了更高的故障诊断精度,相比于其他一些方法更有优势。

关键词：历史学习果蝇优化算法支持向量机模拟电路故障诊断

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高压输电导线的损伤检测与故障诊断

仪器仪表学报 2006年第10期27卷 1204-1208页

作者：吴功平肖晓晖申瑞刚武汉大学动力与机械学院武汉430072

本文利用红外和电磁传感器分别检测铝绞线和钢芯(钢绞线)的断股故障信号,应用db4小波基对故障信号进行了小波分析,由故障信号的时频域和小波分解细节特征,构造了神经网络诊断模型的输入特征矢量。利用3层BP网络实现了导线断股故障的精... 详细信息

本文利用红外和电磁传感器分别检测铝绞线和钢芯(钢绞线)的断股故障信号,应用db4小波基对故障信号进行了小波分析,由故障信号的时频域和小波分解细节特征,构造了神经网络诊断模型的输入特征矢量。利用3层BP网络实现了导线断股故障的精确诊断,所研制的红外电磁检测仪器可由巡线机器人携载和操作。

关键词：输电导线红外电磁检测小波分析神经网络故障诊断