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面向搬运任务的双臂可重构机器人事件触发式协调控制方法研究

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面向搬运任务的双臂可重构机器人事件触发式协调控制方法研究

作者：范芮鸣长春工业大学

学位级别：硕士

随着我国工业自动化的不断升级,机器人已经成为我国制造业中不可或缺的“明珠”。与传统的单臂机器人相比,双臂机器人具有更强的拟人性,可以代替人类在各种极端环境中完成搬运物体、空间装配、灾后救援等任务。尽管目前双臂机器人系统... 详细信息

随着我国工业自动化的不断升级,机器人已经成为我国制造业中不可或缺的“明珠”。与传统的单臂机器人相比,双臂机器人具有更强的拟人性,可以代替人类在各种极端环境中完成搬运物体、空间装配、灾后救援等任务。尽管目前双臂机器人系统在工作时的稳定性和准确性已经有了进步,但传统双臂机器人系统存在无法根据任务需求改变自身构形这一缺点。因此,构形灵活多变的可重构机器人在实际工作中具有更高的应用价值。可重构机器人是一类具有标准模块与接口,可以在多种场景下根据不同任务需求重新配置自身构形的机器人,凭借其自身的独特优势也被广泛应用在工业现场以及无人直接参与的极端环境中。随着科学探索的不断前进,人们已经不再简单地满足于追求机器人在执行任务时的稳定性和准确性,对机器人的灵活性和能耗有了更高的要求。因此,在保证双臂可重构机器人系统执行任务的稳定性和准确性的前提下,如何更多地节省系统的计算负担,从而减少能源损耗是研究重点。为了解决上述问题,本文针对执行搬运任务的双臂可重构机器人系统,展开了事件触发式协调控制方法的研究,主要研究内容如下:(1)基于载荷分配的双臂可重构机器人系统动力学模型的建立针对搬运任务下的双臂机器人系统,分析其在工具约束下的运动学关系,利用机器人本体雅可比矩阵和抓取矩阵建立机器人关节空间到抓取工具空间的映射关系。基于牛顿-欧拉迭代算法建立双臂机器人系统和被抓取工具的动力学模型,并通过抓取矩阵对抓取工具进行受力分析,将作用在工具上的力分解为保持工具静止的内力和驱使工具运动的驱动力。根据载荷分配方法将驱动工具运动的力分配给各个臂,保持被抓取工具的受力平衡,进而得到面向搬运任务的双臂可重构机器人动力学模型,为后续控制器的设计奠定模型基础。(2)面向搬运任务的双臂可重构机器人无模型协调控制方法为实现双臂可重构机器人按照既定轨迹搬运这一目标,根据抓取空间到机器人关节空间的映射关系得到参考关节速度,设计关节轨迹跟踪误差和内力跟踪误差的误差函数,基于混合力/位置控制思想建立面向完备模型的双臂机器人系统协调控制结构。由于可重构机器人具有的构形多变的特点,利用径向基神经网络对模型的不确定项进行学习,进而得到基于近似模型的混合内力/位置协调控制器,并根据李雅普诺夫稳定性定理证明了在所设计的无模型协调控制器下系统是渐近稳定的。最后,搭建了二自由度双臂可重构机器人仿真平台,验证了所设计的控制方法的有效性。(3)受未知工具约束的双臂可重构机器人事件触发式协调控制方法面向极端环境下的双臂可重构机器人系统执行搬运任务,考虑搬运工具结构的不确定性,设计一种基于梯度模型的自适应算法来估计工具与双臂可重构机器人末端间的运动学关系,从而得到估计的抓取矩阵。为实现双臂可重构机器人搬运任务,设计融合位置和内力跟踪的滑模函数,利用神经网络观测器对模型的不确定性进行补偿。引入事件触发机制,基于李雅普诺夫稳定性定理求解机器人系统在极端环境下的非周期性更新条件,并通过证明排除了发生芝诺行为的可能性,保证了在所设计的事件触发条件下双臂可重构机器人系统的稳定性,从而得到了受未知工具约束的双臂可重构机器人事件触发式协调控制方法。最后,利用三自由度模块化机械臂实验平台实现了双臂协调搬运任务,并对实验结果进行分析,验证了本文所提出控制方法的通用性与有效性。

关键词：可重构机器人双臂协调控制无模型控制事件触发机制

基于虚拟同步端口的微网群功率控制与优化策略研究

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基于虚拟同步端口的微网群功率控制与优化策略研究

作者：常家鸣北方民族大学

学位级别：硕士

将一个区域内多个微网(Microgrids,MGs)互联组成微网群(Microgrid Cluster,MGC),对提高功率控制能力和新能源消纳率具有重要意义。在复杂工况下,微网群的运行与控制将面临极大的挑战,因此有必要深入研究微网群的功率控制与优化策略。首... 详细信息

将一个区域内多个微网(Microgrids,MGs)互联组成微网群(Microgrid Cluster,MGC),对提高功率控制能力和新能源消纳率具有重要意义。在复杂工况下,微网群的运行与控制将面临极大的挑战,因此有必要深入研究微网群的功率控制与优化策略。首先,传统微网群在面临复杂工况时,会出现暂态功率冲击大及供电性能下降等问题;其次,需要针对不同并网结构和组网方式下的微网群潮流进行进一步研究与分析;最后,为确保配电网各节点能够在安全稳定运行下最大限度的接入微网群,需要对微网群并网节点进行选择与评估并研究并网点的承载力。针对上述问题,本文开展了以下研究:首先,针对传统微网群内各微网子网采用公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)硬开关时,不能有效遏制因源荷功率变化造成的微网间暂态功率冲击问题,提出了一种采用多端口软开关(Soft Open Point,SOP)的微网群柔性互联结构。该结构下,微网子网间的功率传输增加了直流传输环节,有效解决了暂态功率冲击的问题,并将各微网子网进行隔离。在此基础上提出了虚拟同步端口控制(Virtual Synchronous Port Control,VSPC)策略,通过引入虚拟同步控制对多个电压型变流器(Voltage Sourced Converter,VSC)进行群调群控,为微网子网提供具有虚拟同步特性的上级端口,对微网子网的电压、频率进行支撑,并使端口具有抑制电压、频率波动的惯性与阻尼能力。算例验证表明,采用所提出的基于VSPC的微网群能有效实现功率的柔性互济,限制了谐波的传导范围,提高了微网群在复杂工况下的功率控制能力。进一步的,在上述建立的基于VSPC策略的微网群基础上,探究基于VSPC策略的微网群并网对配电网功率潮流的影响问题,如节点电压、线路损耗等方面,建立了使用交替迭代法的交直流潮流计算模型。该方法首先对多端口SOP中各VSC使用的不同控制策略进行划分,并建立其交流计算等效模型;然后,通过建立交替迭代法的交直流潮流计算程序对接入基于VSPC策略的微网群的配电网潮流进行计算并进行分析。算例验证表明,本文提出的基于VSPC策略的微网群相对于传统微网群,在并网运行时能够有效提升节点电压水平,并降低线路损耗。最后,针对微网群并入配电网时,如何选择所提VSPC策略的微网群并网节点并准确评估并网节点的承载力及提升程度的问题。本文以粒子群算法为基础,以配电网节点对微网群的最大承载力为目标函数,建立了合理的约束条件;进一步的,在配电网各节点对传统微网群承载力的评估基础上,将VSPC策略引入至微网群中,分析该策略下,微网群单节点及多节点并网时节点的选择与承载力的提升作用。算例验证表明,采用VSPC策略的微网群并网运行时提升了配电网节点对微网群的承载力。通过上述算例验证表明,本文所提的基于VSPC策略的微网群能够有效提升系统内抑制暂态功率冲击及功率控制能力;同时,相较传统微网群,基于VSPC的微网群在并网运行时,对配电网节点电压有明显改善作用,并有效降低了线路损耗。此外,由于基于VSPC策略的微网群参与到中低压配电网的调节,单节点接入时,最高提升了配电网节点对微网群的69.51%的最大承载力,以及在所选多节点方案下,提升了配电网节点对微网群的30.3%的最大承载力。

关键词：微网群 SOP 虚拟同步交直流潮流计算承载力

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杨志敏教授从中气辨治梅尼埃病医案1则

新中医 2017年第3期49卷 196-197页

作者：范家鸣张晓轩管桦桦老膺荣杨志敏广州中医药大学广东广州510405 广东省中医院广东广州510120 中国中医科学院博士后科研流动站北京100700

梅尼埃病是由于内耳的膜迷路发生积水,以致出现发作性眩晕、耳鸣、耳聋、头内胀痛症状的疾病,现代医学治疗以调节自主神经功能、改善内耳微循环、解除迷路积水的药物或手术为主,但效果仅能控制或减轻症状,尚未能达到彻底治愈。梅尼埃病... 详细信息

梅尼埃病是由于内耳的膜迷路发生积水,以致出现发作性眩晕、耳鸣、耳聋、头内胀痛症状的疾病,现代医学治疗以调节自主神经功能、改善内耳微循环、解除迷路积水的药物或手术为主,但效果仅能控制或减轻症状,尚未能达到彻底治愈。梅尼埃病中医病名为＂耳眩晕＂,古今医家多根据＂无痰不作眩＂和“无虚不作眩”入手论治。杨志敏教授从中气论治梅尼埃病每获佳效，举医案1则如下。

关键词：梅尼埃病中气圆运动医案

糖尿病对肝硬化食管胃底静脉曲张首次出血的影响

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糖尿病对肝硬化食管胃底静脉曲张首次出血的影响

作者：范家亮重庆医科大学

学位级别：硕士

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中文陆空通话的语音分割研究

中文陆空通话的语音分割研究

作者：范家豪中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

近年来,随着航空产业的发展,空中交通流量日益增长,保障和提高民航安全成为了首要任务。空中交通流量的增长将增加陆空通话发生错误的概率。将语音识别技术应用到陆空通话领域将有助于减少陆空通话的语义表达错误,对于提高管制员工作效... 详细信息

近年来,随着航空产业的发展,空中交通流量日益增长,保障和提高民航安全成为了首要任务。空中交通流量的增长将增加陆空通话发生错误的概率。将语音识别技术应用到陆空通话领域将有助于减少陆空通话的语义表达错误,对于提高管制员工作效率意义重大。本文主要研究陆空通话的语音分割,以提高语音识别的训练效率,具体研究内容如下:首先研究了陆空通话语音的声学特征和语言特征。分别采用了信号分析中的短时分析法分析了陆空通话的声学特征,使用统计学模型分析了陆空通话的语音特征。通过分析表明陆空通话语音和一般语音存在较大的差异,需要针对陆空通话研究一套新的语音识别相关训练参数。其次在语音识别中存在多种语音分割方法,常用的有分帧、降采样和对齐。其中,分帧和降采样通常在模型训练之前,是一种数据预处理方法。对齐发生在模型训练之后,它将语音帧和输出字符对齐,该过程将音频分割为音节。对齐方法有语音数据库的文本数据作为支撑,其分割更有可信度。该分割结果作为后续研究的基准。然后研究了基于信号处理的音节分割。该研究和语音识别中的分帧相对应。主要研究了音节分割中的分包络和分形方法。并使用分包络的方法对陆空通话语音数据进行了音节分割,对比语音识别的对齐结果,该方法可以有效地在陆空通话中将音节分割出来。最后研究了基于深度学习的音节分割方法,并提出了一种结合音节分割的降采样方法。降采样可以提取和降低输入音频特征的维度,提升语音识别模型的训练效率。由于陆空通话更加简洁,该实验在陆空通话的语音识别模型降采样时,进一步地降低输入音频特征的维度。实验表明该方法可以提升语音识别模型的训练效率。在结合音节分割的降采样方法中,按照音节分割结果实施降采样方法,该方法可以大幅提升语音识别模型的训练效率,但同时也会引入由于分割结果不准确造成的错误,这影响了识别的准确率。该新方法还有待进一步完善。

关键词：语音识别语音分割深度学习降采样数据降维

基于深度学习的四足机器人智能巡检视觉感知关键技术研究

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基于深度学习的四足机器人智能巡检视觉感知关键技术研究

作者：范家硕北京邮电大学

学位级别：硕士

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X射线智能矿石分选机结构模拟优化设计

X射线智能矿石分选机结构模拟优化设计

作者：范家豫江西理工大学

学位级别：硕士

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非饱和土基坑抗隆起稳定性研究

岩土工程学报 2024年第8期46卷 1762-1767,1790页

作者：张常光隋建浩范家燊徐灏长安大学建筑工程学院陕西西安710061 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

鉴于基坑周围土体常处于非饱和状态以及挡墙位移多发生绕墙底RB模式转动,首先采用非饱和土双应力状态变量理论推导墙底条形基础单侧滑动的承载力与RB位移模式下墙-土整体下滑时的竖向抗滑力,继而基于极限平衡法提出均布/线性吸力下非饱... 详细信息

鉴于基坑周围土体常处于非饱和状态以及挡墙位移多发生绕墙底RB模式转动,首先采用非饱和土双应力状态变量理论推导墙底条形基础单侧滑动的承载力与RB位移模式下墙-土整体下滑时的竖向抗滑力,继而基于极限平衡法提出均布/线性吸力下非饱和土基坑抗隆起安全系数的求解过程,最后对比文献理论解答进行基坑工程实例应用与验证和挡墙位移模式探讨。研究表明:本文基坑抗隆起安全系数能反映土体非饱和特性与挡墙RB位移模式,可自然退化为饱和土结果,并得到文献地基承载力模式解答和极限上限法解答的合理性验证;挡墙RB位移模式下的竖向抗滑力小于静止状态下的,对应的基坑抗隆起安全系数亦然;非饱和土基坑若按忽略非饱和强度特性的饱和土基坑简化计算,得到的基坑抗隆起安全系数偏于保守。

关键词：基坑抗隆起非饱和土竖向抗滑力基质吸力

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供应链金融与企业风险承担

系统工程理论与实践 2024年

作者：刘一鸣曹廷求刘家昊山东大学经济学院山东大学(济南)产业金融研究中心

供应链金融作为一种新型金融服务，对于企业提升融资效率、降低交易成本有着重要作用，而巨大利益背后往往伴随着伪供应链金融事件频发， “供应链安全”逐渐被提升到宏观国家安全体系的层次. 本文利用2007-2021年沪深两市A股非金融... 详细信息

供应链金融作为一种新型金融服务，对于企业提升融资效率、降低交易成本有着重要作用，而巨大利益背后往往伴随着伪供应链金融事件频发， “供应链安全”逐渐被提升到宏观国家安全体系的层次. 本文利用2007-2021年沪深两市A股非金融类上市公司的数据进行实证研究发现，开展供应链金融会显著降低企业的风险承担水平，且在非国有企业、小规模企业中体现得更加明显. 机制检验表明，供应链金融会通过提高公司经营效率、缓解投资不足、稳定供应链关系等传导路径增强产业链供应链韧性进而降低上市公司风险承担水平. 此外，拥有良好银企关系、行业竞争度更高、管理层风险偏好更高的企业，可以更大程度地增强供应链金融对降低企业风险承担的作用. 在当前企业面临环境不确定性较高的背景下，本文研究为企业开展供应链金融以降低企业生产经营风险与财务风险进而维护产业链供应链安全提供可行思路.

关键词：供应链金融风险承担供应链关系产业链供应链安全