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基于恒主轴电流的机床自适应控制系统的设计

机床与液压 2018年第4期46卷 130-133页

作者：李辅翼高宏力钱桃林西南交通大学机械工程学院四川成都610031

以TwinCAT3开放式数控系统为平台,设计一套恒主轴电流自适应加工系统。系统功能是在用户输入期望的目标负荷条件下,计算出合理的进给速度。首先研究机床主轴系统的力学关系以及主轴电机电流与切削负荷的关系;其次进行自适应控制系统方... 详细信息

以TwinCAT3开放式数控系统为平台,设计一套恒主轴电流自适应加工系统。系统功能是在用户输入期望的目标负荷条件下,计算出合理的进给速度。首先研究机床主轴系统的力学关系以及主轴电机电流与切削负荷的关系;其次进行自适应控制系统方案的设计,采用离散非线性系统的自适应RBF控制;最后利用TwinCAT3能与Simulink进行实时通信的优点,通过搭建Simulink模型的方法实现了系统的设计,并且考虑了负荷突变的情况。最后通过具体加工,验证了系统的有效性。

关键词：恒主轴电流自适应RBF控制 TwinCAT数控系统 Simulink

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基于三帧差算法的运动物体空间轨迹视觉测量

传感器与微系统 2018年第6期37卷 132-135页

作者：曹晓明高宏力张洁西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对羽毛球空间运动轨迹的快速检测,对比了背景差、帧差、三帧差等几种常用检测算法的效果。采用三帧差算法对运动目标进行轨迹检测,基于检测轮廓的外接矩形面积进行筛选,基于检测帧间隔、运动特性分析,剔除短小轨迹,最终获取羽毛球的... 详细信息

针对羽毛球空间运动轨迹的快速检测,对比了背景差、帧差、三帧差等几种常用检测算法的效果。采用三帧差算法对运动目标进行轨迹检测,基于检测轮廓的外接矩形面积进行筛选,基于检测帧间隔、运动特性分析,剔除短小轨迹,最终获取羽毛球的各次运动轨迹。基于Basler工业相机进行测试实验,完成左右相机的羽毛球运动检测,并基于双目标定结果,获取羽毛球的空间轨迹。实验结果表明:轨迹的检测效果良好,可满足对运动目标空间轨迹的视觉测量要求。

关键词：双目视觉三帧差轨迹识别三维重建

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贝塞尔曲线融合ACO的移动机器人路径规划

机械设计与制造 2020年第1期 263-266页

作者：徐梁高宏力宋兴国西南交通大学机械工程学院

针对基本蚁群算法(ACO)收敛速度慢的特点,提出了一种移动机器人路径规划的蚁群优化改进算法。通过限制信息素的取值范围,扩大了搜索结果,从而避免了算法过早收敛,同时还提出了一种信息素挥发系数自适应调节的改进蚁群算法方略,意图通过... 详细信息

针对基本蚁群算法(ACO)收敛速度慢的特点,提出了一种移动机器人路径规划的蚁群优化改进算法。通过限制信息素的取值范围,扩大了搜索结果,从而避免了算法过早收敛,同时还提出了一种信息素挥发系数自适应调节的改进蚁群算法方略,意图通过自适应的调整信息素挥发系数来提高算法的全局性和算法的收敛速度。针对在栅格环境中蚁群算法规划出来的路径折线多,转角大的特点,提出了用贝塞尔曲线优化路径的方法。仿真结果显示,经过优化过后的平滑路径更加适合移动机器人的运行情况,在任意随机给定的环境中,算法能够迅速找出最优路径。

关键词：移动机器人路径规划贝塞尔曲线蚁群算法

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基于模糊控制的抛射机器人位置校准研究

自动化仪表 2014年第9期35卷 54-56,60页

作者：孔德松高宏力张洁赵彬黄晓蓉杨松西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对抛射机器人距离目标位置较远,在位置校准过程中容易出现目标位置判断不准、校准速度慢等问题,提出了定距离的位置校准方式。在选用高精度激光扫描仪提高位置判断精度的基础上,构建了精准的数学模型,同时在算法中加入了模糊控制。试... 详细信息

针对抛射机器人距离目标位置较远,在位置校准过程中容易出现目标位置判断不准、校准速度慢等问题,提出了定距离的位置校准方式。在选用高精度激光扫描仪提高位置判断精度的基础上,构建了精准的数学模型,同时在算法中加入了模糊控制。试验结果表明,该装置位置校准效果理想,符合机器人的抛射需求。

关键词：位置校准抛射机器人激光扫描仪模糊控制模糊算法

多变量灰色模型在滚珠丝杠剩余寿命预测中的应用

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计算机集成制造系统 2011年第4期17卷 846-851页

作者：赵敏高宏力许明恒郭志平乔宏吴希曦黄柏权西南交通大学机械工程学院四川成都610031 成都飞机工业(集团)有限责任公司四川成都610092

为研究滚珠丝杠的性能退化趋势,准确预测丝杠寿命,提出了基于多变量灰色模型的丝杠寿命预测系统。在滚珠丝杠副的不同位置安装3个加速度传感器,实时监测丝杠性能在不同加工条件下的变化趋势。通过模态分解方法分解选择对丝杠性能退化最... 详细信息

为研究滚珠丝杠的性能退化趋势,准确预测丝杠寿命,提出了基于多变量灰色模型的丝杠寿命预测系统。在滚珠丝杠副的不同位置安装3个加速度传感器,实时监测丝杠性能在不同加工条件下的变化趋势。通过模态分解方法分解选择对丝杠性能退化最敏感的特征参数,利用多变量灰色模型建立丝杠寿命与切削三要素、信号特征值的非线性映射关系,最终构建了基于多变量灰色模型的丝杠寿命预测模型,实现了对丝杠剩余寿命的有效评估。试验结果表明,所建立的丝杠性能退化模型能够有效预测丝杠的剩余寿命。

关键词：寿命预测多变量灰色模型经验模式分解法丝杠退化机床

采用字典学习和AdaBoost算法的信号诊断

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机械设计与制造 2017年第S1期 113-116页

作者：吴远昊高宏力郭亮何翔西南交大通大学机械工程学院四川成都610031

信号处理和机器学习是故障诊断过程中的关键技术,针对机械关键零部件的传统诊断技术,提出了一种采用字典学习和AdaBoost算法的信号诊断方法。该方法基于原始振动信号驱动训练数据,通过K-SVD和OMP算法更新字典并对其在字典空间稀疏表示,... 详细信息

信号处理和机器学习是故障诊断过程中的关键技术,针对机械关键零部件的传统诊断技术,提出了一种采用字典学习和AdaBoost算法的信号诊断方法。该方法基于原始振动信号驱动训练数据,通过K-SVD和OMP算法更新字典并对其在字典空间稀疏表示,筛选重构所得增强信号时、频域特征,采用集成算法在AdaBoost神经网络分类器中实现振动信号的诊断。研究表明,采用字典学习和AdaBoost算法的信号诊断方法自适应强,能准确提取信号本质特征,诊断精度高,优于传统诊断技术。

关键词：故障诊断字典学习神经网络集成算法

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一种巡线机器人的机械结构设计及运动学分析

机械设计与制造 2021年第5期 256-259页

作者：杨恺高宏力施景皓鲁彩江西南交通大学机械工程学院四川成都610031

高压输电线路沿线地理环境复杂、线路长,经常穿越山河湖泊与密林,使得巡检难度大,耗费成本高。因此,针对110kV高压输电线路,设计了一种轻量化双臂巡线机器人,通过减少机器人整体自由度,减轻机器人自重,降低控制难度,从而使其更加稳定与... 详细信息

高压输电线路沿线地理环境复杂、线路长,经常穿越山河湖泊与密林,使得巡检难度大,耗费成本高。因此,针对110kV高压输电线路,设计了一种轻量化双臂巡线机器人,通过减少机器人整体自由度,减轻机器人自重,降低控制难度,从而使其更加稳定与节能。同时提出一种自主越障方式,能够跨越110kV输电线路上防振锤、跳线等障碍物。通过运用标准D-H法建立了巡线机器人的运动学模型,并在Robotic工具箱中对巡线机器人的越障过程进行建模仿真。通过仿真得到了越障过程中机器人越障臂各关节的运动参数曲线,验证了该巡线机器人连杆参数及越障步态设计的合理性。

关键词：巡线机器人机械臂越障 MATLAB 运动学仿真

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三自由度并联机械手动力学分析与控制

机械设计与制造 2017年第9期 243-245,249页

作者：彭志文高宏力文刚梁超西南交通大学机械工程学院四川成都610031

以三自由度Delta并联机械手作为研究对象,在Simulink环境下建立基于虚功原理法得到的并联机构系统动力学求解模型,并在Simmechanics中建立系统物理模型。在系统动力学方程的基础上设计了基于动力学的模糊解耦控制器,综合考虑了机构的运... 详细信息

以三自由度Delta并联机械手作为研究对象,在Simulink环境下建立基于虚功原理法得到的并联机构系统动力学求解模型,并在Simmechanics中建立系统物理模型。在系统动力学方程的基础上设计了基于动力学的模糊解耦控制器,综合考虑了机构的运动学和动力学特性。给出平台运动的期望轨迹,分别在Simulink和Simmechanics中进行逆动力学仿真分析,验证逆动力学方程的准确性,之后进行模糊解耦控制Simulink/Simmechanics联合仿真分析。运行结果表明,Delta机械手的响应符合预期期望,精度高于计算力矩控制,跟踪效果较好。

关键词： Delta机械手 Simulink Simmechanics 计算力矩控制模糊解耦控制

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Stewart并联机器人控制算法研究

机械设计与制造 2018年第8期 226-228,232页

作者：文刚高宏力彭志文梁超西南交通大学机械工程学院四川成都610031

Stewart并联机器人具有非线性强、耦合度高的特点,控制的难度较高,针对平台的这些困难点,文章提出了基于动力学模型的模糊计算力矩控制方法,实现平台的较高精度的轨迹跟踪控制,且控制的过程更加的灵活,适应性更强。计算力矩控制方法就... 详细信息

Stewart并联机器人具有非线性强、耦合度高的特点,控制的难度较高,针对平台的这些困难点,文章提出了基于动力学模型的模糊计算力矩控制方法,实现平台的较高精度的轨迹跟踪控制,且控制的过程更加的灵活,适应性更强。计算力矩控制方法就是根据并联机器人的动力学模型以及平台的路径规划,结合机构的运动学分析,可以计算出每个缸体的瞬时施加力的大小,实现对平台的精确控制。再通过模糊算法控制器,实时动态的优化计算力矩算法的控制参数,使得控制的精度更加的精准,实时性也更强,同时拥有较高的抗干扰能力和应变能力。经过仿真得到结果,此算法具有明显的效果并且实用性非常好。

关键词： Stewart平台模糊控制计算力矩