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电流源逆变器复矢量解耦与前馈解耦联合降阶控制策略研究

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 28-37页

作者：于佳强吴绍朋杜博超刘旭扬张庆源哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150080 沈阳微控飞轮技术股份有限公司沈阳110002

电流源逆变器输出侧需添加电容器对输出斩波电流进行滤波,导致电流源逆变器电机驱动系统控制模型具有系统阶次高、存在谐振点、旋转坐标系下模型耦合严重等问题。针对上述问题,以降阶控制为主要目的,提出了复矢量解耦与前馈解耦联合降... 详细信息

电流源逆变器输出侧需添加电容器对输出斩波电流进行滤波,导致电流源逆变器电机驱动系统控制模型具有系统阶次高、存在谐振点、旋转坐标系下模型耦合严重等问题。针对上述问题,以降阶控制为主要目的,提出了复矢量解耦与前馈解耦联合降阶控制策略。针对电流源逆变器的复矢量模型,引入电机电流前馈消除模型中电机电流耦合项,在此基础上,使用复矢量解耦策略,针对二阶串联模型设计带有耦合误差项的比例积分控制器,消除常规控制器中高阶模型导致的闭环系统谐振,简化闭环模型,实现系统的解耦与降阶。同时,该控制器具有结构与参数整定简单的优点,通过稳定性分析验证了所提闭环电流控制器的可行性。以一台3 kW永磁同步电机为对象进行仿真,并与传统控制策略、双闭环控制策略进行对比验证。结果表明,所提控制策略在降低模型阶次、简化控制器设计的同时,相较于传统控制策略解耦合能力更强,在阶跃响应与转速耦合作用下表现出更强稳定性,电流在阶跃信号作用下均没有发生振荡。

关键词：电流源逆变器复矢量解耦前馈解耦降阶控制

轮毂窗口毛刺机器人打磨刀路规划与工具姿态优化

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中国机械工程 2024年

作者：郭万金孙浩利乾辉田玉祥曹雏清赵立军长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室长三角哈特机器人产业技术研究院埃夫特智能装备股份有限公司哈尔滨工业大学机电工程学院

为解决机器人在打磨去除轮毂窗口边缘毛刺时存在刀位点稀疏或冗余与分布不均、作业工具姿态获取困难和变化剧烈等问题，提出一种含有刀位点规划和工具姿态获取与优化的轮毂窗口毛刺机器人打磨路径规划方法。首先，提出一种机器人刀位点... 详细信息

为解决机器人在打磨去除轮毂窗口边缘毛刺时存在刀位点稀疏或冗余与分布不均、作业工具姿态获取困难和变化剧烈等问题，提出一种含有刀位点规划和工具姿态获取与优化的轮毂窗口毛刺机器人打磨路径规划方法。首先，提出一种机器人刀位点规划方法，采用NURBS曲线形态特征参数描述轮毂窗口边缘曲线，开展轮毂窗口边缘机器人刀位点规划。其次，提出一种考虑轮毂点云和窗口表面特征的轮毂窗口内侧面法向量获取方法，并建立刀位点处局部坐标系，描述机器人工具姿态。再次，建立机器人末端工具姿态优化模型并优化求解，获得连续平滑的轮毂窗口机器人末端工具姿态。最后，开展轮毂窗口边缘毛刺机器人打磨实验，验证所提轮毂窗口毛刺机器人打磨路径规划方法的有效性。结果表明，在轮毂窗口毛刺打磨去除过程中，机器人关节角曲线相较平滑，机器人可以精准到达所规划的刀位点且其末端工具有效接触窗口边缘并保持适宜的加工姿态；经毛刺打磨后的不同轮毂窗口边缘倒角最大不超过1.50 mm，多处不同位置倒角测量的最大平均值为0.64 mm，均在工艺规范规定范围内，毛刺去除效果与打磨均匀性较好。

关键词：机器人打磨刀路规划刀位点规划工具姿态优化轮毂窗口

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风能接入电机气隙磁链定向矢量控制技术

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1639-1645页

作者：王嘉豪田玉茹于乃昭哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨150001 扬州船用电子仪器研究所扬州225001

风能是中国最具潜力的可再生能源之一,而影响风能转化应用的主要因素是风力发电机的控制方法及特性。针对风能转化应用过程中遇到的风力发电机控制方法难以实现对风能的有效捕获问题,提出一种基于气隙磁链定向的矢量控制技术,通过6s/2r... 详细信息

风能是中国最具潜力的可再生能源之一,而影响风能转化应用的主要因素是风力发电机的控制方法及特性。针对风能转化应用过程中遇到的风力发电机控制方法难以实现对风能的有效捕获问题,提出一种基于气隙磁链定向的矢量控制技术,通过6s/2r矢量变换得到旋转坐标系下电机的数学模型;对气隙磁链定向矢量控制技术进行研究,设计电机电流电压混合磁链观测模型,实现对电机转矩与磁通的独立控制;以双Y移30°六相同步电机为例进行仿真分析。结果表明:所提技术在电机空载启动与突加负载时具有较好的稳态性能和动态性能,解决多相电机控制的非线性和耦合性,提高模型的通用性和快速性。

关键词：风电系统六相同步电机矢量坐标变换气隙磁链定向矢量控制

用于管道检测机器人的微型化成像系统(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 205-211页

作者：苏德尔李浩宇高伟达王宇航郭长亮赵唯淞哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院先进光电成像技术研究室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨医科大学附属第二医院神经外科室黑龙江哈尔滨150086 东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040 北京协同创新研究院北京100094 北京大学未来技术学院国家生物医学成像科学中心分子医学研究所膜生物学国家重点实验室代谢及心血管分子医学北京市重点实验室北京100871

管道机器人是对复杂系统中管道损伤进行检测和评估的主要工具之一,通过沿行进方向搭载成像系统,实现了在管道中的运动导航和内环境观察。然而,这会导致管壁信息存在于图像传感器边缘,不可避免地会受到镜头畸变的影响而降低对损伤的检测... 详细信息

管道机器人是对复杂系统中管道损伤进行检测和评估的主要工具之一,通过沿行进方向搭载成像系统,实现了在管道中的运动导航和内环境观察。然而,这会导致管壁信息存在于图像传感器边缘,不可避免地会受到镜头畸变的影响而降低对损伤的检测精度,提高对损伤的定量难度。而搭载额外的成像系统观察管壁会大大增加机器人的承载负荷和整体体积,尤其在小尺寸管道机器人中。设计一款适用于管道机器人的微型化管壁成像系统。经过元件选型、光学系统优化和3D打印集成后,整个系统的体积为25 mm×30 mm×12 mm,最优横向分辨率为15.63μm。最后利用该系统制作了一款微型管道机器人,验证了其成像效果和定量能力。此系统有望搭载到其他管道机器人上作为扩展载荷,提升对管壁细节信息的捕捉能力。

关键词：管道机器人微型化成像系统管壁检测光学系统优化设计

论以自省机制在电子游戏中进行道德渗透的可行性

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现代传播（中国传媒大学学报） 2015年第8期37卷 73-78页

作者：陈月华刘瑛哈尔滨工业大学机电工程学院媒体技术与艺术系哈尔滨工业大学机电工程学院

面对网络电子游戏对青少年发展的影响以及塑造青少年价值观的紧迫性,提出将自省理论融合于电子游戏,寓自省于娱乐,并设计了四种解决方案:通过艾森克人格测试改编游戏任务选项;选择具有积极意义的影片作为游戏背景,适当融合影视角色进行... 详细信息

面对网络电子游戏对青少年发展的影响以及塑造青少年价值观的紧迫性,提出将自省理论融合于电子游戏,寓自省于娱乐,并设计了四种解决方案:通过艾森克人格测试改编游戏任务选项;选择具有积极意义的影片作为游戏背景,适当融合影视角色进行正能量的二次与多次传播;将正确的道德价值观融入游戏的可控性支线任务中;通过玩家在游戏中的主动选择对玩家进行道德渗透。在保持电子游戏娱乐性的前提下以自省机制潜移默化地对青少年进行道德渗透,正向引导青少年玩家。

关键词：电子游戏自省机制道德渗透

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陕西蒲城文化创意产品的设计创新与推广

工业设计 2024年第2期 140-143页

作者：李笑玥杨西惠王鹤铭西安电子科技大学机电工程学院西安710126

科技的发展推动了设计理念的不断进步和发展,现代设计的对象不再单纯局限于产品实体的设计创新,正在由实体向文化内涵转移。文章围绕新媒体对传统文化传播的影响进行探讨,聚焦文化创意产品设计的创新与推广,以蒲城文化创意产品为例,挖... 详细信息

科技的发展推动了设计理念的不断进步和发展,现代设计的对象不再单纯局限于产品实体的设计创新,正在由实体向文化内涵转移。文章围绕新媒体对传统文化传播的影响进行探讨,聚焦文化创意产品设计的创新与推广,以蒲城文化创意产品为例,挖掘地域文化元素,并借助AIGC技术在设计与推广方面的应用优势,强调了线上网站开发、品牌IP设计等方法,以设计助力文化创新,凸显了数字艺术和智能算法对文化创意的潜在贡献。

关键词：工业设计产品设计文化创意产品地域文化蒲城

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展现“不完美之美”的设计与艺术意境

设计 2024年第2期37卷 54-59页

作者：李杰邱信贤不详哈尔滨工业大学互动媒体设计与装备服务创新文旅部重点实验室黑龙江省虚拟现实工程技术研究中心中国高等院校影视学会交互媒体创研中心哈尔滨工业大学建筑与设计学院哈尔滨工业大学数字创新设计中心哈尔滨工业大学设计学系智能环境与数字创新设计研究所

以GPT为例,当大家共享同一个大语言模型,就意味着大家在运用同一颗AI大脑进行创作与设计,如何进行个人风格的养成,或者突显不同设计案例的特色,便成为另一个智能设计界重要的议题。在现今AI工具如雨后春笋般的出现之下,在网络上充斥着各... 详细信息

以GPT为例,当大家共享同一个大语言模型,就意味着大家在运用同一颗AI大脑进行创作与设计,如何进行个人风格的养成,或者突显不同设计案例的特色,便成为另一个智能设计界重要的议题。在现今AI工具如雨后春笋般的出现之下,在网络上充斥着各种AIGC,这对设计师而言,无疑是一种挑战,也同时考验设计师对于设计本质的认知与追求。如何能够巧妙地运用AI工具的强大能力,但是又不失设计的创新与本质,是新世代智能设计师所面临的挑战。

关键词：电子算力智能设计范式提问设计师

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3D混杂场景中机械臂自主分拣小目标的方法

哈尔滨工业大学学报 2019年第7期51卷 42-48页

作者：任秉银魏坤代勇哈尔滨工业大学机电工程学院

为解决机械臂在大小目标共存的3D混杂场景中无法利用3D视觉传感器直接感知分布于操作视场范围内的小目标这一难题,提出一种基于“固定安装的全局Kinect深度相机”与“安装在机械臂末端执行器上的移动相机(手眼相机)”相结合的视觉系统... 详细信息

为解决机械臂在大小目标共存的3D混杂场景中无法利用3D视觉传感器直接感知分布于操作视场范围内的小目标这一难题,提出一种基于“固定安装的全局Kinect深度相机”与“安装在机械臂末端执行器上的移动相机(手眼相机)”相结合的视觉系统混合配置方法.固定的全局Kinect深度相机用于感知并获取视场范围内的大目标点云,进而识别估计其位姿,然后借助路径规划技术引导机械臂到达大目标的上方,启动手眼相机近距离获取小目标的图像;离线阶段获取小目标的CAD模型,虚拟2D相机在以目标中心为球心的虚拟球表面的不同位姿和不同半径处拍摄目标的一系列二维视图,并且储存在目标的3D形状模板数据库中;在线阶段从真实手眼相机拍摄的场景图像中基于图像金字塔分层逐一搜索匹配,找到与目标模板相匹配的所有实例并计算其二维位姿,经过一系列转换后得到在相机坐标系下的初始三维位姿,应用非线性最小二乘法对其进行位姿修正.由ABB机械臂和微软KinectV2传感器以及维视图像公司的工业相机进行位姿估计精度实验和混杂目标分拣实验,利用棋盘标定板来测定目标真实的位姿.实验结果表明,位置精度0.48mm,姿态精度0.62°,平均识别时间1.85s,识别率达到98%,远高于传统的基于特征和基于描述符的位姿估计方法,从而证明了提出方法的有效性和可行性.

关键词：机械臂 3D感知小目标手眼相机 CAD模型模板匹配自主分拣

YP02型叶片测量仪软件系统开发的关键技术

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机械工程学报 2008年第4期44卷 239-245页

作者：于红英刘文涛赵广亮哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

对YP02型叶片测量仪专用软件系统开发的关键技术进行了研究,该软件系统包含数据测量、数据处理及结果分析三个关键模块。在数据测量模块中,提出建立叶根及叶冠坐标系的5点测量法,提出根据叶根、叶冠坐标系建立叶片工件坐标系的方法,定... 详细信息

对YP02型叶片测量仪专用软件系统开发的关键技术进行了研究,该软件系统包含数据测量、数据处理及结果分析三个关键模块。在数据测量模块中,提出建立叶根及叶冠坐标系的5点测量法,提出根据叶根、叶冠坐标系建立叶片工件坐标系的方法,定义运动指令和控制指令;在数据处理模块中,给出理论型线冗余点剔除、理论型线的偏置及实测型线与偏置型线匹配的算法;在结果分析模块中,给出常用误差分析的算法。基于上述关键技术,开发YP02型叶片测量仪的专用软件系统,并用该系统对多种类型叶片进行测量,结果表明软件系统具有高效及易操作等特点。

关键词：叶片测量软件系统数据处理