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“科产教融合”机器人实践课程教学改革探索

高教学刊 2024年第8期10卷 15-19页

作者：吴文强萧仲敏朱大昌王勇陈首彦广州大学广州510006 广州数控设备有限公司广州510530

面向智能制造与机器人行业当前及未来人才重大需求,针对智能制造与机器人实践创新型人才培养过程中,面临的价值塑造作用不足、实践创新能力培养不足、体制机制支持度不够等问题,提出“专业交叉、行业交叉”“科教融合、产教融合、专创... 详细信息

面向智能制造与机器人行业当前及未来人才重大需求,针对智能制造与机器人实践创新型人才培养过程中,面临的价值塑造作用不足、实践创新能力培养不足、体制机制支持度不够等问题,提出“专业交叉、行业交叉”“科教融合、产教融合、专创融合”的科产教融合机器人专业课程实践教学改革实施方案,重构机器人课程设计理念,深度开展科产教融合育人模式与实践基地建设,强化课程实践教学相关的知识、平台、学科和管理支撑,促进教育链、人才链与产业链、创新链的有机衔接,培养机器人实践创新型人才和高层次应用型未来领军人才。

关键词：科产教融合机器人实践课程创新型人才教学改革

Topology optimization of a 6-DOF spatial compliant mechanism based on Stewart propotype platform

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Acta Mechanica Sinica 2019年第5期35卷 1044-1059页

作者： dachang zhu Wanghu Zhan School of Mechanical and Electrical Engineering Guangzhou UniversityGuangzhou 510006China

To improve the global stiffness and conveniently build a model of a compliant mechanism with spatial multiple degrees of freedom(DOF),the topology optimization method,combined with the isomorphic mapping matrix,is proposed in this paper for structure synthesis of a 6-DOF spatial compliant *** using the differential approximation method,the Jacobian matrix of the Stewart prototype platform is calculated as the isomorphic mapping matrix,and its eigenvalues and eigenvectors are *** the isomorphic mapping matrix with the solid isotropic material with the penalization topology optimization method,the topological model of the 6-DOF spatial compliant mechanism is constructed,and a topological structure of the 6-DOF spatial compliant mechanism is derived which has the same differential kinematic characteristics as the Gough-Stewart prototype *** actuators are mounted inside the topological structure during the three-dimensional printing manufacturing process,and its driver directions are in accordance with the driver configuration directions of the Gough-Stewart prototype *** effectiveness of the proposed method for topological structure synthesis of the 6-DOF spatial compliant mechanism is demonstrated through several numerical examples and experimental studies.

关键词： 6-DOF spatial compliant mechanism Stewart prototype platform Isomorphic mapping Jacobian matrix Topology optimization

Adaptive control of parallel manipulators via fuzzy-neural network algorithm

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控制理论与应用（英文版） 2007年第3期5卷 295-300页

作者： dachang zhu Yuefa FANG College of Mechanical and Electrical Control Engineering Beijing Jiaotong University Beijing 100044 China

This paper considers adaptive control of parallel manipulators combined with fuzzy-neural network algorithms （FNNA）. With this algorithm, the robustness is guaranteed by the adaptive control law and the parametric uncertainties are eliminated. FNNA is used to handle model uncertainties and external disturbances. In the proposed control scheme, we consider modifying the weight of fuzzy rules and present these rules to a MIMO system of parallel manipulators with more than three degrees-of-freedom （DoF）. The algorithm has the advantage of not requiring the inverse of the Jacobian matrix especially for the low DoF parallel manipulators. The validity of the control scheme is shown through numerical simulations of a 6-RPS parallel manipulator with three DoF.

关键词： Parallel manipulator Adaptive control Fuzzy neural network algorithm Simulation

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机械臂模糊超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制

系统仿真学报 2022年第6期34卷 1343-1352页

作者：杜宝林朱大昌盘意华广州大学机械与电气工程学院广东广州510006

针对工业机械臂模型误差和外部干扰等不确定性因素对末端轨迹跟踪精度的影响,设计了一种新的模糊自适应超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制方法。基于机械臂动力学模型,设计一种新的非奇异终端滑模面,采用超螺旋算法设计二阶滑模控制律;为解决... 详细信息

针对工业机械臂模型误差和外部干扰等不确定性因素对末端轨迹跟踪精度的影响,设计了一种新的模糊自适应超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制方法。基于机械臂动力学模型,设计一种新的非奇异终端滑模面,采用超螺旋算法设计二阶滑模控制律;为解决滑模控制只能在已知扰动边界的情况下对匹配扰动进行补偿问题,结合模糊推理算法实现对系统未知不确定性的在线补偿,采用Lyapunov理论证明了闭环控制系统的稳定性。仿真与实验对比表明:该控制方法可使机械臂在复杂不确定性因素下实现末端轨迹精确跟踪,并对系统抖振现象进行有效抑制。

关键词：二阶滑模控制模糊推理算法不确定机械臂轨迹跟踪

基于暗通道先验改进算法的水下图像增强方法研究

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电光与控制 2022年第12期29卷 41-46页

作者：朱大昌黄乐涵广州大学机械与电气工程学院广州510000

针对水下图像受介质散射和吸收的影响所出现的颜色失真、对比度低和细节模糊等问题,提出水下图像增强的暗通道先验改进算法。采用白平衡处理对水下图像的蓝(绿)色偏进行颜色校正,进而在LAB空间对图像L分量进行同态滤波处理,从而获得暗... 详细信息

针对水下图像受介质散射和吸收的影响所出现的颜色失真、对比度低和细节模糊等问题,提出水下图像增强的暗通道先验改进算法。采用白平衡处理对水下图像的蓝(绿)色偏进行颜色校正,进而在LAB空间对图像L分量进行同态滤波处理,从而获得暗部细节提亮的图像。在RGB空间对图像分别进行CLAHE处理增强图像对比度,解决图像雾化问题,MSRCR处理提高图像色彩饱和度并均衡图像亮度。根据暗通道先验图像计算融合权重系数对所得到的3幅图像进行加权融合与细节增强,得到最终增强图像。实验结果表明,所提算法能够有效消除图像颜色失真情况,增强的图像呈现出高对比度和更清晰的细节。

关键词：水下图像图像增强图像融合色偏校正暗通道先验

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整体式平面三自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化设计

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机械工程学报 2015年第5期51卷 30-36页

作者：朱大昌冯文结安梓铭江西理工大学机电工程学院赣州341000

基于平面三自由度全柔顺并联机构与传统并联机构的微分运动学矢量连续映射关系,建立整体式平面三自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化模型-固体各向同性材料插值(Solid isotropic material with penalization,SIMP)模型,运用优化准则(Opti... 详细信息

基于平面三自由度全柔顺并联机构与传统并联机构的微分运动学矢量连续映射关系,建立整体式平面三自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化模型-固体各向同性材料插值(Solid isotropic material with penalization,SIMP)模型,运用优化准则(Optimization criterion,OC)算法对所建立模型求解,采用Heaviside过滤技术处理优化过程中棋盘格和网格依赖问题。基于曲线拟合方法对优化后整体构型轮廓进行拟合,在Solid Works软件中建立其三维模型,进而应用有限元软件进行静力学仿真分析与对比,结果表明:以微分运动学矢量连续映射关系为拓扑优化设计条件,所得出的平面三自由度全柔顺并联机构与传统并联机构具有相同的微分运动特性,定性验证了基于拓扑方法对平面全柔顺并联机构设计的有效性。

关键词：平面三自由度全柔顺并联机构矢量连续映射拓扑优化固体各向同性材料插值模型优化准则算法

基于双模同步预测的机械臂末端轮廓精确跟踪控制

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机床与液压 2022年第3期50卷 21-25页

作者：朱大昌崔翱东杜宝林盘意华广州大学机械与电气工程学院广东广州510006

为减小机械臂末端在进行轨迹跟踪运动时的轮廓误差,提出一种机械臂轮廓误差同步预测控制策略。该策略将操作空间轮廓误差映射到关节空间,从而定义机械臂各关节的同步行为,有效减小了末端轮廓误差,提高了机械臂各关节的运动协调性。为解... 详细信息

为减小机械臂末端在进行轨迹跟踪运动时的轮廓误差,提出一种机械臂轮廓误差同步预测控制策略。该策略将操作空间轮廓误差映射到关节空间,从而定义机械臂各关节的同步行为,有效减小了末端轮廓误差,提高了机械臂各关节的运动协调性。为解决常规预测控制器不能保证系统稳定的问题,提出双模同步预测控制方法,通过在预测时域外切换到局部控制率来保证控制器的稳定性。实验结果表明:所设计的控制器能有效减小末端轮廓误差并使关节输出力矩更加平稳。

关键词：机械臂预测控制轮廓误差同步控制稳定性

基于多目标拓扑优化的全柔顺并联机构构型固有振动频率研究

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中国机械工程 2015年第13期26卷 1794-1801页

作者：朱大昌宋马军江西理工大学赣州341000

为有效抑制随机振动对超精密定位与加工装备性能的影响,提高本体机构的固有响应频率,提出了基于多目标拓扑优化的全柔顺并联机构构型设计方法。基于折衷规划法和平均频率法定义了多目标优化函数,并以体积分数为约束条件,建立了全柔顺并... 详细信息

为有效抑制随机振动对超精密定位与加工装备性能的影响,提高本体机构的固有响应频率,提出了基于多目标拓扑优化的全柔顺并联机构构型设计方法。基于折衷规划法和平均频率法定义了多目标优化函数,并以体积分数为约束条件,建立了全柔顺并联机构SIMP拓扑优化模型。基于Optistruct软件及优化准则算法,并结合微分矢量同构映射雅可比矩阵,实现了全柔顺并联机构构型多目标拓扑优化设计。研究结果表明:所设计出的3-PRR型全柔顺并联机构与并联原型机构具有微分运动一致性,且优化过程中的频率交叉振荡明显减弱并趋于收敛。

关键词：全柔顺并联机构折衷规划平均频率法微分矢量同构映射雅可比矩阵多目标优化

基于轮廓误差补偿的机械臂自适应非奇异终端滑模控制

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机床与液压 2022年第8期50卷 172-180页

作者：朱大昌杜宝林盘意华崔翱东广州大学机械与电气工程学院广东广州510006

针对机械臂外部干扰、执行器故障等不确定因素对末端轮廓跟踪精度的影响,提出一种基于交叉耦合的自适应非奇异终端滑模控制方法。基于机械臂动力学模型,采用Lyapunov函数设计系统的非奇异终端滑模控制律;为解决滑模控制器设计过程依赖... 详细信息

针对机械臂外部干扰、执行器故障等不确定因素对末端轮廓跟踪精度的影响,提出一种基于交叉耦合的自适应非奇异终端滑模控制方法。基于机械臂动力学模型,采用Lyapunov函数设计系统的非奇异终端滑模控制律;为解决滑模控制器设计过程依赖于不确定性上界这一局限性,引入自适应技术估计系统集总不确定性,有效抑制滑模控制的高频抖振现象;根据有限时间稳定性理论证明闭环控制系统的有限时间稳定。结合交叉耦合控制技术与抛物线过渡轨迹规划技术,设计交叉耦合轮廓补偿与参考位置预补偿相互协调的统一框架;提高机械臂各关节间的协调性,以更好地削弱系统不确定性对末端轮廓跟踪精度的影响。结果表明:所设计的控制器能够在机械臂系统存在不确定性因素下实现末端轮廓精确跟踪,并能有效抑制系统抖振现象。

关键词：机械臂非奇异终端滑模控制轮廓误差补偿有限时间稳定自适应控制