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基于构型的轮式空间探测机器人创新设计与优化

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中国机械工程 2007年第4期18卷 414-418页

作者：尚建忠罗自荣张新访范大鹏国防科学技术大学长沙410073 华中科技大学武汉430074

针对方案性能评价与优化,提出了基于构型的创新设计方法,建立了轮式空间探测机器人的综合评价与优化模型。基于虚拟样机软件ADMAS12·0和控制仿真软件MATLAB6·5开发了轮式空间探测机器人移动性能综合评价与优化软件,从构型创新、构型... 详细信息

针对方案性能评价与优化,提出了基于构型的创新设计方法,建立了轮式空间探测机器人的综合评价与优化模型。基于虚拟样机软件ADMAS12·0和控制仿真软件MATLAB6·5开发了轮式空间探测机器人移动性能综合评价与优化软件,从构型创新、构型组装、方案优化三个层次对轮式空间探测机器人机械系统和控制系统进行综合评价与优化,得到多种优化方案及其优化参数。以双曲柄滑块轮式机器人为研究对象,得到了相对较优的设计参数,从而验证了所提出方法的有效性。

关键词：空间探测机器人移动机构虚拟样机优化设计

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基于联合滤波器的高精度卫星定姿系统设计

中国空间科学技术 2009年第3期29卷 1-9页

作者：王志胜甄子洋范大鹏南京航空航天大学自动化学院南京210016 国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073

设计了由陀螺、GPS姿态敏感器、红外地平仪和太阳敏感器构成的太阳同步极轨卫星姿态确定系统。提出联邦滤波器结构和算法,推导了各子系统的量测方程和姿态确定系统的误差状态方程。为规避对量测值进行非相关处理,采用减小GPS姿态敏感器... 详细信息

设计了由陀螺、GPS姿态敏感器、红外地平仪和太阳敏感器构成的太阳同步极轨卫星姿态确定系统。提出联邦滤波器结构和算法,推导了各子系统的量测方程和姿态确定系统的误差状态方程。为规避对量测值进行非相关处理,采用减小GPS姿态敏感器输出的姿态滤波值作为系统滤波器量测值的频率的方法。仿真结果表明,采用联邦滤波器对多敏感器卫星姿态确定系统进行信息融合,具有计算量小、精度高、可靠性好等优点。

关键词：联邦滤波器卫星姿态传感器高精度姿态控制太阳同步极轨卫星

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双曲柄滑块联动月球车设计及样机研制

中国机械工程 2007年第3期18卷 348-351页

作者：尚建忠罗自荣张新访范大鹏国防科学技术大学长沙410073 华中科技大学武汉430074

以轮式月球车为研究对象,提出了一种六轮月球车双曲柄滑块联动悬架系统,对其结构特点、地面自适应和越障原理进行了分析,采用模块化思想完成了双曲柄滑块联动月球车的机械设计,并进行了样机研制和场地试验。室内测试和场地试验表明,双... 详细信息

以轮式月球车为研究对象,提出了一种六轮月球车双曲柄滑块联动悬架系统,对其结构特点、地面自适应和越障原理进行了分析,采用模块化思想完成了双曲柄滑块联动月球车的机械设计,并进行了样机研制和场地试验。室内测试和场地试验表明,双曲柄滑块联动月球车通过曲柄滑块机构将车轮竖直方向的位移转化为滑块水平方向的位移,具有较好的平顺性、地面自适应能力和综合移动性能,主要移动性能指标(速度0·1m/s、越障0·2m、爬坡30°)基本满足探月需求。

关键词：月球车移动性模块化机器人月球探测

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无网格法在几何非线性力学中的应用

机械强度 2007年第3期29卷 437-441页

作者：聂旭涛范大鹏陈峰军国防科技大学机电工程与自动化学院长沙410073

利用无网格法分析几何非线性力学问题,建立拉格朗日坐标系下基于移动最小二乘法的无网格静力学和动力学模型,并采用载荷增量和修正牛顿迭代法相结合的混合法对静力学模型进行方程求解,采用Wilson-θ法求解动力学模型方程。最后计算直杆... 详细信息

利用无网格法分析几何非线性力学问题,建立拉格朗日坐标系下基于移动最小二乘法的无网格静力学和动力学模型,并采用载荷增量和修正牛顿迭代法相结合的混合法对静力学模型进行方程求解,采用Wilson-θ法求解动力学模型方程。最后计算直杆和悬臂梁在载荷作用下的变形结果与动力响应,并将计算结果与有限元方法的相比较,结果表明,本文方法是可行的。

关键词：无网格法几何非线性移动最小二乘有限元法

Spin-orbit torque efficiency enhancement to tungsten-based SOT-MTJs by interface modification with an ultrathin MgO

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Science China(Information Sciences) 2024年第1期67卷 316-317页

作者： Shiyang LU Xiaobai NING Hongchao ZHANG Sixi ZHEN Xiaofei fan Danrong XIONG dapeng ZHU Gefei WANG Hong-Xi LIU Kaihua CAO Weisheng ZHAO Fert Beijing Institute School of Integrated Science and EngineeringBeihang University Truth Memory Corporation

Spin-orbital torque (SOT) based three-terminal magnetic tunnel junctions (MTJs) have attracted much interest as the next generation magnetic random-access memory (MRAM)key device both in the academy and the industry. This is because SOT-MTJs feature high endurance and fast switching speed, benefiting tremendously from the separation of read/write current paths and less incubation time during the write in contrast to the spin-transfer torque (STT) MTJs [1].

关键词：

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光电跟踪伺服系统的输入多采样率满意控制

红外与激光工程 2011年第12期40卷 2484-2491页

作者：马东玺张文博范大鹏国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

针对成像跟踪器低采样率帧频特性对光电跟踪伺服系统控制性能的影响,提出了一种基于输入多采样率控制原理的满意PID控制器。应用输入多采样率控制原理,提高了控制系统的稳定度,减小了跟踪器的低采样率帧频特性对系统跟踪性能的影响。将... 详细信息

针对成像跟踪器低采样率帧频特性对光电跟踪伺服系统控制性能的影响,提出了一种基于输入多采样率控制原理的满意PID控制器。应用输入多采样率控制原理,提高了控制系统的稳定度,减小了跟踪器的低采样率帧频特性对系统跟踪性能的影响。将输入多采样率PID控制器的参数求解转换为满足极点约束和方差约束的多目标满意优化问题,从而使伺服系统的跟踪性能满足指定的快速性和精度指标要求。对所提出方法的有效性进行了实验验证,结果表明:在成像跟踪器的输出帧频为25Hz的条件下,所提出的输入多采样率满意PID控制器能够减小光电跟踪伺服系统工作模式切换带来的超调和振荡,对0.5Hz正弦信号的动态跟踪精度能够提高2个像素点;能够有效降低成像跟踪器的低采样率帧频特性对伺服系统控制性能的影响,提高了系统跟踪目标的稳定性、动态性和跟踪精度。

关键词：成像跟踪器光电跟踪伺服系统输入多采样率满意PID

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机电装备运动控制软件功能库开发

光学精密工程 2023年第1期31卷 57-68页

作者：吴继春许可陈凌宇范大鹏湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105 国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073

运动控制功能库是集成在可编程集成环境中的标准功能块集合,对于快速开发可重构PAC系统具有重要意义。为解决功能块的快速开发和控制系统的标准化开发问题,对功能块开发方法和关键技术进行研究,提出了一种基于PLCopen规范的运动控制功... 详细信息

运动控制功能库是集成在可编程集成环境中的标准功能块集合,对于快速开发可重构PAC系统具有重要意义。为解决功能块的快速开发和控制系统的标准化开发问题,对功能块开发方法和关键技术进行研究,提出了一种基于PLCopen规范的运动控制功能库架构及其快速开发方法。对经典机电设备的伺服控制原理进行研究和分析,在国产编程开发工具上开发了一系列运动控制功能库。然后,基于“软件定义机器”思想,利用图形化的编程方式构建机电装备的运动控制系统,并在高精度旋转双棱镜等平台上进行验证。实验结果表明,所开发的功能块及系统能够完成目标运动,且自主可控系统的插补精度达到0.3 mm。因此,本文所提出的功能块的开发方法和功能库架构能够满足大部分机电设备的控制需要。

关键词：运动控制自主可控软件定义机器旋转双棱镜

Leveraging the One Health concept for arsenic sustainability

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Eco-Environment & Health 2024年第3期3卷 392-405页

作者： Yujie Huang Qi Miao Raymond WMKwong dapeng Zhang Yuchuan fan Ming Zhou Xiliang Yan Jianbo Jia Bing Yan Chengjun Li Institute of Environmental Research at Greater Bay Area Guangzhou UniversityGuangzhou 510006China Department of Biology York UniversityTorontoON M3J 1P3Canada Department of Soil Waterand Ecosystem SciencesUniversity of Florida-IFASGainesvilleFL 32603USA Centre for Catalysis and Clean Energy Gold Coast CampusGriffith UniversityQLD 4222Australia College of Animal Science South China Agricultural UniversityGuangzhou 510642China

Arsenic(As)is a naturally occurring chemical element widely distributed in the Earth's *** activities have significantly altered As presence in the environment,posing significant threats to the biota as well as human *** environmental fates and adverse outcomes of As of various species have been extensively studied in the past few *** is imperative to summarize these advances as a whole to provide more profound insights into the As cycle for sustainable *** the One Health concept,we systematically reviewed previous studies in this work and explored the following three fundamental questions,i.e.,what the trends and associated changes are in As contamination,how living organisms interact and cope with As contamination,and most importantly what to do to achieve a sustainable future with *** focusing on one critical question in each section,this review aims to provide a full picture of the complexity of environmental *** tackle the significant research challenges and gaps in As pollution and mitigation,we further proposed a One Health framework with potential coping strategies,guiding a coordinated agenda on dealing with legacy As in the environment and ensuring a sustainable As future.

关键词： Arsenic Framework Sustainability Environmental health One Health

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利用CNC多维约束的S型速度规划

计算机辅助设计与图形学学报 2023年第9期35卷 1439-1449页

作者：吴继春许可周会成范大鹏湘潭大学机械工程与力学学院湘潭411105 华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心武汉430074 国防科技大学智能科学学院长沙410073

经典控制模型中存在时间过耦合,而速度规划与实时轨迹控制都与时间关联,导致实时计算量、规划与控制协调性等不足的问题,提出利用CNC多维约束的S型速度规划方法.首先建立双重反馈的控制模型,内反馈继承经典控制模型将时间反馈到控制器,... 详细信息

经典控制模型中存在时间过耦合,而速度规划与实时轨迹控制都与时间关联,导致实时计算量、规划与控制协调性等不足的问题,提出利用CNC多维约束的S型速度规划方法.首先建立双重反馈的控制模型,内反馈继承经典控制模型将时间反馈到控制器,外反馈将非时间反馈到规划器;然后将影响速度规划的因素分为时间相关与时间无关,与时间相关因素在控制器中实时控制,与时间无关因素在规划器中进行非时间速度规划;在规划器中建立基于轨迹路径长度、轨迹几何特性、运动参数以及程序行号等信息的多维约束模型;最后以路径长度代替时间作为运动参考量,结合多维约束模型,考虑轨迹的几何特性与路径长度映射关系,使轨迹特性与非时间建立具有空间性关联.通过MATLAB仿真对控制模型的抗干扰能力进行验证,并通过CODESYS软件编程和实验的结果表明,所提方法是可行和有效的.

关键词：多维约束模型数控系统 S型速度规划双重反馈控制模型