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鱼头汤在体外仿生消化系统中的运动参数优化及消化特性研究

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食品与发酵工业 2020年第23期46卷 92-98页

作者：林柳陶宁萍上海海洋大学食品学院上海201306 上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心上海201306

通过对体外仿生消化系统的关键运动参数进行优化,探究了大眼金枪鱼头汤中微/纳米颗粒(micro/nano-sized particles,MNPs)在其中的消化行为。通过调节胃倾斜角和幽门打开频率的运动参数,使胃排空曲线与体内数据拟合;通过在胃消化过程中... 详细信息

通过对体外仿生消化系统的关键运动参数进行优化,探究了大眼金枪鱼头汤中微/纳米颗粒(micro/nano-sized particles,MNPs)在其中的消化行为。通过调节胃倾斜角和幽门打开频率的运动参数,使胃排空曲线与体内数据拟合;通过在胃消化过程中流加盐酸调节胃内pH使其贴近人体真实胃内消化环境;利用光学显微镜观察鱼头汤中MNPs的微观结构变化。结果表明,当胃倾斜角的运动参数在0~1 min为0°/min,1~4 min为3°/min,4~31 min为0.1°/min,31~61 min为1.0°/min,61~91 min为0.4°/min,91~121 min为0.1°/min;幽门在0~6 min不打开,6~121 min胃挤压3次,幽门打开1次;备用泵在1~21 min以0.3 mL/min的速度流加1 mol/L的盐酸时,消化条件最优并且鱼头汤的消化特性与相关体内文献相似。

关键词：大眼金枪鱼头汤体外仿生消化系统运动参数优化微/纳米颗粒(MNPs) 微观结构变化

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面向时间与能耗的工业机器人运动参数优化

机械设计与制造 2020年第7期 264-269页

作者：周博夏绪辉王蕾曹建华武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学服务科学与工程研究中心湖北武汉430065

针对工业机器人作业时间和作业能耗,提出一种运动参数优化方法。采用五次多项式拟合机器人关节空间中每两个路径点之间的轨迹,基于机器人运动学和动力学建立时间和能耗模型,使用加权系数法构建了以绿色度最大为目标的优化模型。为了便... 详细信息

针对工业机器人作业时间和作业能耗,提出一种运动参数优化方法。采用五次多项式拟合机器人关节空间中每两个路径点之间的轨迹,基于机器人运动学和动力学建立时间和能耗模型,使用加权系数法构建了以绿色度最大为目标的优化模型。为了便于计算和避免算法陷入局部最优,引入增广拉格朗日乘子方法将模型简化,采用带收缩因子的粒子群算法进行求解。运用所提方法对中纤板生产线作业机器人运动参数进行优化,对两种轨迹函数所得结果进行对比,证明了所提方法的合理性,表明该方法能有效平衡机器人作业时间和作业能耗,提高机器人作业过程绿色度。

关键词：工业机器人运动参数优化绿色度改进粒子群算法

面向时间与能耗的工业机器人运动参数优化研究

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面向时间与能耗的工业机器人运动参数优化研究

作者：周博武汉科技大学

学位级别：硕士

工业机器人因其高度自动化、智能化的作业能力被广泛应用在各行各业。尤其在工业4.0概念提出之后,更加快了工业机器人的研究和应用,然而工业机器人的高能耗问题也逐渐引起重视。为使生产效益最大化,在保证生产效率的同时必须尽可能降低... 详细信息

工业机器人因其高度自动化、智能化的作业能力被广泛应用在各行各业。尤其在工业4.0概念提出之后,更加快了工业机器人的研究和应用,然而工业机器人的高能耗问题也逐渐引起重视。为使生产效益最大化,在保证生产效率的同时必须尽可能降低能耗。针对上述问题,本文以六自由度串联工业机器人为研究对象,提出一种面向时间与能耗的工业机器人运动参数优化方法,主要内容如下:(1)在工业机器人系统组成分析基础上,从机器人计划使用时间开始对机器人的作业时间进行分析,归纳影响作业时间的因素,建立作业时间模型;从能量流动的角度,对机器人在作业过程中的能耗进行分析建模;综合考虑以上两种因素,建立时间和能耗广义模型,从理论上分析二者之间的关系。(2)针对工业机器人的时间和能耗问题,提出一种面向时间与能耗的建模方法。为保证机器人运动的平滑性并减少计算量,通过多种轨迹函数的对比,选择五次多项式拟合机器人的关节运动轨迹。对机器人的运动学进行分析,在运动学和动力学的基础上分别建立时间和能耗模型。为得到机器人时间和能耗综合最优运动参数,引入绿色度概念,采用权重系数分配法将双目标模型转换成单目标模型,得到最终目标函数。(3)针对目标函数求解问题,在基本粒子群算法的基础上提出一种改进粒子群算法。引进四个常用测试函数,采用标准粒子群算法、惯性系数线性递减的PSO算法以及本文提出的改进粒子群算法对四个测试函数分别进行寻优,对比所得结果,证明改进粒子群算法的适用性。(4)为验证本文所提方法的可行性,以本项目组开发的中纤板自动化生产线为例,详细分析工业机器人的运动过程,根据面向时间与能耗的运动参数优化模型,采用改进的粒子群算法进行求解,对比三次多项式和五次多项式所得结果,证明本文所选轨迹和方法更优,同时得出最优机器人运动参数。通过搭建以Fanuc Robot LR Mate 200iD机器人为核心的实验平台,运行相同的路径所得结果与案例所得结果相似。

关键词：工业机器人时间能耗运动参数优化改进粒子群算法

非规则管坯喷射沉积的模型建立及运动参数优化

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非规则管坯喷射沉积的模型建立及运动参数优化

作者：韩伟南京航空航天大学

学位级别：硕士

喷射沉积技术是制备快速凝固高性能材料的新型金属近成形技术,沉积坯件具有成分均匀、组织细化、致密度高、含氧量低、偏析程度小等特征。该技术在欧美、日本等国家已经进入工业化生产阶段,国内对该技术的研究基本还处于实验室材料研究... 详细信息

喷射沉积技术是制备快速凝固高性能材料的新型金属近成形技术,沉积坯件具有成分均匀、组织细化、致密度高、含氧量低、偏析程度小等特征。该技术在欧美、日本等国家已经进入工业化生产阶段,国内对该技术的研究基本还处于实验室材料研究或中试阶段,对喷射沉积自动控制及智能控制方面的研究已经展开,但离工业化生产尚有一段距离。本文针对喷射沉积工艺特点,介绍了基底往复式喷射成形制备大壁厚管坯的工艺原理,提出了喷射沉积制备大壁厚非规则管坯的工艺方法,对其工艺方法的研究内容以及相关关键支撑技术进行了深入的分析。同时对雾化锥流率的空间分布和单层沉积轨迹进行了研究,建立了单层沉积的数学模型。针对此模型和沉积轨迹的螺旋特性,分析了模型参数( mm ax、a、d )和基底运动参数(ω、v )对单层沉积特性的影响以及基底半径对单层沉积厚度的影响。最终通过对多旋转周期沉积轮廓叠加的单层沉积厚度的仿真,来优化管坯制备的运动参数(ω、v)。在此基础上提出了非规则管坯形貌的制备方法,通过研究基底运动参数v对管坯形貌的影响,进一步得出:在仅改变运动参数v难以满足管坯形貌改变要求的情况下,同时改变运动参数v和模型参数mmax可以较好地控制非规则管坯的形貌,使之满足相应的管坯设计要求。本文对喷射沉积管坯形貌控制方法的部分研究结论在喷射沉积铝合金管坯制备生产设备中已得到了较好的应用。

关键词：往复式喷射沉积大壁厚非规则管坯运动参数优化单层沉积轨迹沉积层厚度

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多轴CNC机床运动优化磨齿拓扑修形面齿轮

计算机集成制造系统 2017年第2期23卷 285-292页

作者：沈云波扶碧波刘玄西安工业大学机电学院陕西西安710021 中国航空动力机械研究所湖南株洲410000

为了求解利用碟形砂轮磨齿加工拓扑修形面齿轮CNC数控机床各轴运动参数的问题,提出一种数控机床各轴运动参数的优化求解方法。依据多轴CNC机床碟形砂轮磨齿加工各轴的运动关系,建立了多轴机床磨齿实际拓扑齿面的数学模型;将机床各轴运... 详细信息

为了求解利用碟形砂轮磨齿加工拓扑修形面齿轮CNC数控机床各轴运动参数的问题,提出一种数控机床各轴运动参数的优化求解方法。依据多轴CNC机床碟形砂轮磨齿加工各轴的运动关系,建立了多轴机床磨齿实际拓扑齿面的数学模型;将机床各轴运动表示为联系参数的6阶多项式函数,以各轴运动函数的多项式系数为优化参数,并以齿面目标偏差与实际偏差的误差最小作为评价函数,建立了各轴运动参数的优化模型;利用迭代最小二乘法对模型进行求解,获得加工拓扑修形齿面各轴的运动规律。通过拓扑修形面齿轮加工优化仿真和磨齿试验,实现了高精度拓扑修形面齿轮的数控磨齿,验证了各轴运动参数优化求解的正确性。

关键词：运动参数优化面齿轮拓扑修形碟形砂轮 CNC机床

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非完整性全方位运动机器人智能控制的研究

机械设计 2004年第Z1期21卷 78-79,45页

作者：林杰芮延年任芸丹苏州大学苏州215021 苏州大学苏州215021 苏州大学苏州215021

通过对全方位轮式机器人的运动分析和智能控制理论的研究,提出了一种非完整性全方位机器人运动智能控制设计方法.在对其运动过程中的各运动参量分析的基础上,引入速度控制器,通过反馈信号对各参数进行优化,以DSP为控制器核心实现非完整... 详细信息

通过对全方位轮式机器人的运动分析和智能控制理论的研究,提出了一种非完整性全方位机器人运动智能控制设计方法.在对其运动过程中的各运动参量分析的基础上,引入速度控制器,通过反馈信号对各参数进行优化,以DSP为控制器核心实现非完整性全方位运动机器人的智能控制.

关键词：非完整性全方位运动机器人运动参数优化智能控制

基于AIWCPSO算法的喷浆机械臂运动轨迹优化

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工矿自动化 2024年第12期 155-165页

作者：石灿檀子良雷超李允旺徐寒飞胡乔炜计振东中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验室中国安全生产科学研究院矿山安全技术研究所

针对传统喷浆机械臂轨迹规划算法存在多路径段间过渡突变、频繁启停导致喷浆效率不高和喷浆不均匀等问题，提出了一种自适应惯性权重及加速度系数的粒子群优化（AIWCPSO）算法，并基于该算法实现喷浆机械臂运动轨迹优化。提出了改进多... 详细信息

针对传统喷浆机械臂轨迹规划算法存在多路径段间过渡突变、频繁启停导致喷浆效率不高和喷浆不均匀等问题，提出了一种自适应惯性权重及加速度系数的粒子群优化（AIWCPSO）算法，并基于该算法实现喷浆机械臂运动轨迹优化。提出了改进多段轨迹规划算法，采用直线加圆弧轨迹的过渡策略，将竖直方向的直线运动替换成圆弧运动，通过正弦加减速启停算法规划机械臂末端启停处的轨迹，以防止加速度突变，中间段的直线和圆弧轨迹进行匀速轨迹规划，实现机械臂末端匀速光滑运动；通过AIWCPSO算法在运动学约束下对运动参数进行优化，得到最优喷浆时间和速度，提升喷浆机械臂工作效率和喷浆均匀度。实验结果表明：与传统喷浆轨迹规划算法相比，改进多段轨迹规划算法喷浆平均效率提高了25.42%，喷浆轨迹均匀度明显改善；采用AIWCPSO算法优化后，喷浆效率提高了1.330 8%。

关键词：巷道支护喷浆机械臂多段轨迹规划算法正弦加减速启停算法自适应惯性权重及加速度系数的粒子群优化算法运动参数优化

喷射沉积管坯的形貌模拟及喷射高度控制的研究

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喷射沉积管坯的形貌模拟及喷射高度控制的研究

作者：宋红媛南京航空航天大学

学位级别：硕士

喷射沉积技术是制备快速凝固高性能材料的新型金属近成形技术,沉积坯件具有成分均匀、组织细化、致密度高、含氧量低、偏析程度小等特征。该技术在欧美、日本等国家已经进入工业化生产阶段,国内对该技术的研究基本还处于实验室材料研究或中试阶段,对喷射沉积自动控制及智能控制方面的研究已经展开,但离工业化生产尚有一段距离。本文针对喷射沉积工业化生产特点,对喷射沉积大规格管坯生产设备中的控制系统及形貌控制的关键技术进行了研究和分析。介绍了喷射沉积技术研究发展的概况,对现有的喷射沉积管坯生产设备结构进行了分析比较,分析结果表明往复式多层喷射沉积生产工艺和装置结构更适合管坯的工业化生产。针对往复式喷射沉积工艺的特点,研究了单层沉积轨迹特性及其数学模型,分析了基底运动参数对单层沉积特性的影响,提出了单层沉积厚度计算方法,建立了多旋转周期沉积轮廓叠加的单层沉积厚度模型,利用该模型对沉积厚度进行计算仿真,获得了保证均匀沉积面的运动参数优化条件。喷嘴喷射高度是影响坯件材料性能的重要参数,保持喷射高度稳定是保证沉积管坯形貌良好的关键环节之一。本文研究并提出了喷射高度在线控制系统结构,针对往复式喷射沉积厚度间隔增长的特点,研究了沉积层厚度在线测量方法,分析了收集基底形状误差对测量及控制精度的影响并提出了多点测量方案,理论分析表明采用三点测量方案可以消减基底形状误差的影响,最后通过实际喷射成形不同直径和壁厚的管坯的生产试验对模拟计算结果以及喷射高度控制中的三点测量方案进行了验证,验证结果表明测量结果与预测值相当一致,且制备出的管坯表面形貌和材料组织性能良好。本文所研究的喷射沉积管坯形貌策略在喷射沉积铝合金管坯制备生产设备中已得到了较好的应用。

关键词：多层喷射沉积管坯运动参数优化喷嘴喷射高度控制

基于ACS运动控制器的LED晶片分选机控制系统设计与实现

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基于ACS运动控制器的LED晶片分选机控制系统设计与实现

作者：张永昊中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

半导体LED在电子显示、智能交通、文娱生活等领域有着广泛的应用,不同场合对LED晶片分类的标准要求各不相同,因此LED晶片分选机的研发便尤为重要。晶片分选机主要由视觉系统和运动控制系统构成,视觉系统决定了晶片扫描准确性,运动控制... 详细信息

半导体LED在电子显示、智能交通、文娱生活等领域有着广泛的应用,不同场合对LED晶片分类的标准要求各不相同,因此LED晶片分选机的研发便尤为重要。晶片分选机主要由视觉系统和运动控制系统构成,视觉系统决定了晶片扫描准确性,运动控制系统决定了晶片分选的速度和精度,目前国内晶片分选机的分选速度和精度与国外先进水平还有一定差距。本文针对LED晶片分选机的运动控制部分做了深入研究,主要研究内容如下:首先,本文通过分析运动控制系统国内外发展现状介绍了选择ACS运动控制器的优势,结合国内外分选机分选速度和精度指标介绍了分选机研发的关键技术和必要性。文中介绍了ZKMY型号分选机的总体结构和基于ACS运动控制系统的Ether CAT串行运动控制网络,并结合分选机的机械部件介绍了运动控制系统电机的类型和功能,提出了基于ACS运动控制系统下的软件设计思路和控制系统性能调试方案。其次,通过分析ZKMY型号晶片分选机运动控制部分的软件需求,划分了软件的功能模块,给出了软件设计的三层架构以及运动控制中多线程的设计思想。重点完成了软件的运动控制以及文件管理等功能,其中运动控制部分的晶片分选功能要求控制系统高速高精度,并且有正确的分选方案。再次,为了提高ZKMY型号晶片分选机分选过程音圈电机、直线电机和摆臂直驱电机的速度和精度,完成了三类电机的电流环、速度环和位置环的运动参数调谐以及频域稳定性验证。文中详细给出了摆臂电机的参数优化过程,并最终给出了八个电机轴的运动速度和定位精度的参数调谐结果。最后,重点研究了晶片连续分选过程的分选流程、分选周期以及晶片拾取方案的关键技术,并通过分析晶片分选周期设计了八个电机轴的运动逻辑。设计了分选和摆放的工作台S型运动路径,利用ACSPL+机器语言编写晶片分选的电机运动方案,最终统计两种不同规格晶片的连续分选的实验结果。结果证明,ZKMY型号分选机的晶片平均分选速度约为125ms,X-Y平台的定位精度为±10um,分选速度接近于国内先进水平并且有更高的定位精度。

关键词：晶片分选机 ACS运动控制运动参数优化 ACSPL+