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轮式多机协同搬运机器人轨迹跟踪控制器设计

机械工程学报 2024年第11期60卷 145-155页

作者：何华刘全申屠舒展宫昭清华大学机械工程系北京100084 中国机械工业集团有限公司北京100080

轮式移动机器人多机协同搬运负载过程中受到的地面非完整约束以及负载刚性约束,对其轨迹跟踪控制器的动态特性以及稳态误差均提出很高的要求。基于李雅普诺夫第二方法,设计轮式移动机器人渐进稳定轨迹跟踪控制器,实现输入饱和约束可沿... 详细信息

轮式移动机器人多机协同搬运负载过程中受到的地面非完整约束以及负载刚性约束,对其轨迹跟踪控制器的动态特性以及稳态误差均提出很高的要求。基于李雅普诺夫第二方法,设计轮式移动机器人渐进稳定轨迹跟踪控制器,实现输入饱和约束可沿广义速度空间边界滑动,在保证控制信号不超出机器人广义速度空间的前提下,提升轨迹跟踪控制器的响应速度。研究轨迹跟踪控制器对不同目标轨迹的跟踪误差规律,提出以门限角度为分界的状态机,控制机器人对目标参数的响应顺序,减小跟踪过程误差。基于模糊控制器,实现轨迹跟踪控制器增益系数的动态调节,有效降低对不同目标速度的跟踪稳态误差。通过多机协同搬运负载试验验证控制器的正确性和有效性。

关键词：轮式移动机器人轨迹跟踪控制器模糊控制输入饱和状态机

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媒体深度融合视域下的刊群经营与管理实践

编辑学报 2024年第3期36卷 282-286页

作者：田付新史海疆机械工业信息研究院北京100037

在媒体深度融合背景下,传统期刊亟待深度转型、开展复合经营。本文以机械工业信息研究院产业与市场研究所旗下的5本期刊为例,对开展刊群经营和全媒体业务进行探索和实践,并介绍先进的管理理念,以期为传统期刊的转型发展提供借鉴。

关键词：深度融合期刊转型刊群经营全媒体

大口径反射镜Bipod支撑结构的装调与检测方法

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红外与激光工程 2024年第4期53卷 138-148页

作者：李斌高思思王海超陈佳夷陈西陆玉婷北京空间机电研究所北京100086 北京空间飞行器总体设计部北京100094

随着我国遥感卫星对地观测分辨率的不断提升,空间遥感相机的有效口径逐步增大,为有效应对相机在地表装调时的重力误差干扰,大口径遥感相机的装调方式逐步从光轴水平形式转变为光轴竖直形式,与之对应的,相机主反射镜支撑结构与装配需求... 详细信息

随着我国遥感卫星对地观测分辨率的不断提升,空间遥感相机的有效口径逐步增大,为有效应对相机在地表装调时的重力误差干扰,大口径遥感相机的装调方式逐步从光轴水平形式转变为光轴竖直形式,与之对应的,相机主反射镜支撑结构与装配需求也在不断革新。为满足反射镜支撑与减重需求,在1 m及以上口径的反射镜支撑形式中,Bipod结构是较为常见的一种结构形式,不同于传统的框式支撑形式,它在光机结构粘接与结构位置标定需求上都有了巨大变革。为保证Bipod支撑结构下反射镜的装配定位精度和面形变化满足系统指标要求,提出了一种结合多目标空间位置转换和Stewart结构运动反演的大口径反射镜组件装调方法,该方法可在有效保证光机结构粘接点精度的同时,仅依靠反射镜自身支撑结构,实现反射镜与主承力板之间的高精度六维调节,系统装调误差可控制在0.04 mm左右。在遥感相机的实际装调过程中,通过分析主反射镜在系统中的装调误差区间,并以此为标准制定了反射镜Bipod结构的定位、粘接、调整和检测方案,实践结果表明该方法可有效控制反射镜的装配定位精度和面形误差,装调结果能够满足大口径遥感相机的系统成像需求。

关键词：光学工程光学装调多目标空间位置转换 Bipod支撑结构遥感相机

基于超声-微纳米气泡辅助技术的可变光程水质多参数检测方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 2037-2044页

作者：李文李德健马永跃田旺陈银银王利民吕赫李杰骆紫云北方工业大学机电工程研究所北京100144

针对目前国家标准分析检测水质多参数方法存在的科学与技术问题,提出了一种基于超声-微纳米气泡(US-MNB)辅助技术、连续光谱法和顺序注射分析法(SIA)的可变光程水质多参数检测新方法。设计水质多参数检测系统,通过检测总磷(TP)、化学需... 详细信息

针对目前国家标准分析检测水质多参数方法存在的科学与技术问题,提出了一种基于超声-微纳米气泡(US-MNB)辅助技术、连续光谱法和顺序注射分析法(SIA)的可变光程水质多参数检测新方法。设计水质多参数检测系统,通过检测总磷(TP)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(3)-N)和六价铬(Cr^(6+))四种水质参数,验证了新方法的可行性。系统设计的核心是基于超声与微纳米气泡相结合的消解室以及具有可变光程功能的光谱扫描检测室,可达到快速消解和稳定检测的目的。同时系统基于国家水质检测标准,优化了水质多参数联合检测流程,并利用分光光度法和顺序注射分析技术对四种水质参数的含量进行连续光谱检测。首先,在常温常压下采用US-MNB辅助技术结合强氧化剂对TP进行消解,同时对检测室中NH_(3)-N参数显色反应后的化合物直接进行光谱扫描测定,消解后,再进行TP的测定。同理,消解COD的同时,对检测室中的Cr^(6+)参数显色反应后的化合物直接进行光谱扫描测定,消解后,再进行COD的测定。整个检测过程所用时间大幅降低,可在短时间内自动完成水质多参数的测定,显著地提高了检测的效率。以上述四种水质参数为测定对象,利用最小二乘法构建回归模型,拟合回归方程并计算相关系数,并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线。结果表明:TP标准工作曲线拟合系数≥0.9845,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.05%~3.62%,加标回收率为97.8%~103.6%;COD标准工作曲线拟合系数≥0.9987,且浓度与吸光度成负相关,重复性(RSD)为2.12%~2.74%,加标回收率为98.7%~104.7%;NH_(3)-N标准工作曲线拟合系数≥0.9953,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.41%~3.59%,加标回收率为99.2%~102.4%;Cr^(6+)标准工作曲线拟合系数≥0.9938,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.51%~3.92%,加标回收率为98.9%~109.3%。系统可准确测定水样中TP、COD、NH_(3)-N和Cr^(6+)的含量,且具有良好的稳定性与可靠性。基于超声-微纳米气泡辅助技术的可变光程水质多参数检测方法研究,对于拓宽光谱法在水质多参数快速检测领域的应用以及提升检测效率等方面的研究具有重要作用。

关键词：连续光谱超声-微纳米气泡顺序注射分析法可变光程多参数水质检测联合检测

Ti-22Al-25Nb微铣削表面粗糙度试验研究

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工具技术 2024年第10期58卷 42-46页

作者：张天虎钟建琳梅轩彰尹晓珊北京信息科技大学机电工程学院北京机械工业自动化研究所

为研究Ti-22Al-25Nb微铣削的表面质量并确定合适的加工参数，对Ti-22Al-25Nb进行三因素五水平的微铣削正交试验和极差、方差分析，根据振动信号绘制稳定性极限图，研究铣削深度、每齿进给量和主轴转速对加工稳定性和表面粗糙度的影响规... 详细信息

为研究Ti-22Al-25Nb微铣削的表面质量并确定合适的加工参数，对Ti-22Al-25Nb进行三因素五水平的微铣削正交试验和极差、方差分析，根据振动信号绘制稳定性极限图，研究铣削深度、每齿进给量和主轴转速对加工稳定性和表面粗糙度的影响规律。结果表明，铣削深度对表面粗糙度的影响最大，主轴转速次之，每齿进给量最小，并得出最优加工参数组合，此时表面粗糙度为0.21μm。该研究为Ti-22Al-25Nb微铣削加工提供了理论支持。

关键词： Ti-22Al-25Nb 微铣削正交试验表面粗糙度

基于AGE-MOEA的杀伤链建模与优化方法

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兵工学报 2024年第8期45卷 2617-2628页

作者：万斯来王国新明振军李传浩阎艳丁伟袁珂王玉茜北京理工大学机械与车辆学院北京100081 江南机电设计研究所贵州贵阳550009

针对武器装备体系的杀伤链设计问题,提出一种基于自适应几何估计多目标进化算法(Adaptive Geometry Estimation based Multi-Objective Evolutionary Algorithm,AGE-MOEA)的杀伤链建模与优化方法。围绕杀伤链闭合的设计思路,结合OODA循... 详细信息

针对武器装备体系的杀伤链设计问题,提出一种基于自适应几何估计多目标进化算法(Adaptive Geometry Estimation based Multi-Objective Evolutionary Algorithm,AGE-MOEA)的杀伤链建模与优化方法。围绕杀伤链闭合的设计思路,结合OODA循环理论,以传统火力分配模型为基础,综合考虑侦察、指控、打击3类武器装备,建立以打击效能最大、武器消耗最小和损毁威胁最小为目标函数,以装备使用约束、杀伤链关系约束和毁伤门限约束为约束条件的杀伤链设计多目标优化数学模型,实现对杀伤链设计问题数学表征;提出基于AGE-MOEA的杀伤链优化设计方法流程,用于求解杀伤链设计多目标优化数学模型。进行数值仿真实验和防空反导作战场景下的杀伤链设计实验。研究结果表明:杀伤链建模与优化方法能够保证所有目标杀伤链闭合的前提下,同时追求打击效能、武器消耗和损毁威胁最优,求解得到杀伤链方案,形成分布式杀伤力;验证了杀伤链设计多目标优化数学模型的科学性,AGE-MOEA求解杀伤链设计问题的有效性,以及杀伤链设计方法在实际军事作战问题的可行性。

关键词：杀伤链杀伤网 OODA循环多目标优化

基于时频分析的SAR目标微波视觉特性智能感知方法与应用

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 331-344页

作者：黄钟泠吴冲姚西文王立鹏韩军伟西北工业大学自动化学院西安710072 北京机电工程研究所北京100074

合成孔径雷达(SAR)目标识别智能算法目前仍面临缺少鲁棒性、泛化性和可解释性的挑战,理解SAR目标微波特性并将其结合先进的深度学习算法,实现高效鲁棒的SAR目标识别,是目前领域较为关注的研究重点。SAR目标特性反演方法通常计算复杂度较... 详细信息

合成孔径雷达(SAR)目标识别智能算法目前仍面临缺少鲁棒性、泛化性和可解释性的挑战,理解SAR目标微波特性并将其结合先进的深度学习算法,实现高效鲁棒的SAR目标识别,是目前领域较为关注的研究重点。SAR目标特性反演方法通常计算复杂度较高,难以结合深度神经网络实现端到端的实时预测。为促进SAR目标物理特性在智能识别任务中的应用,发展高效、智能、可解释的微波物理特性感知方法至关重要。该文将高分辨SAR目标的非平稳特性作为一种典型的微波视觉特性,提出一种改进的基于时频分析的目标特性智能感知方法,优化了处理流程和计算效率,使之更适用于SAR目标识别场景,并进一步将其应用到SAR目标智能识别算法中,实现了稳定的性能提升。该方法泛化性强、计算效率高,能得到物理可解释的SAR目标特性分类结果,对目标识别算法的性能提升与属性散射中心模型相当。

关键词：合成孔径雷达(SAR) 目标识别目标特性微波视觉时频分析(TFA)

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地震模拟振动台双回路复合控制方法研究

液压与气动 2024年第6期48卷 121-132页

作者：任翔栾海英刘增元北京机械工业自动化研究所有限公司北京100120

地震模拟振动台实验是评价建筑模型抗震性能、降低地震破坏的有效方法,其中输入振动波形的高精度复现尤为关键。针对实际实验中存在的影响精度的多种因素,如驱动信号传递过程中的非线性因素,模型简化带来的误差以及实验干扰的动态变化等... 详细信息

地震模拟振动台实验是评价建筑模型抗震性能、降低地震破坏的有效方法,其中输入振动波形的高精度复现尤为关键。针对实际实验中存在的影响精度的多种因素,如驱动信号传递过程中的非线性因素,模型简化带来的误差以及实验干扰的动态变化等,在传统的三参量控制方法的基础上,提出了一种模型参考自适应控制和三参量控制方法相结合的复合控制策略,并引入自适应谐波消除器来解决正弦信号的谐波失真问题。通过建模仿真和振动台实验,验证了提出的控制策略在提高输出信号跟踪精度、减小波形失真度等方面的有效性。

关键词：地震模拟振动台三参量控制策略模型参考自适应控制谐波抑制

阀控液压马达位置伺服系统长短时记忆神经网络预测抗扰反步控制

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液压与气动 2024年第8期48卷 128-136页

作者：柴凌云栾海英刘增元沈洲任翔北京机械工业自动化研究所有限公司北京100120

针对阀控液压马达位置伺服系统中存在的时滞性与摩擦非线性问题,设计了一种长短时记忆神经网络预测抗扰反步控制器。该控制器通过引入长短时记忆神经网络对当前位置轨迹进行预测,并将预测值反馈给控制器对系统时滞进行直接补偿。对于系... 详细信息

针对阀控液压马达位置伺服系统中存在的时滞性与摩擦非线性问题,设计了一种长短时记忆神经网络预测抗扰反步控制器。该控制器通过引入长短时记忆神经网络对当前位置轨迹进行预测,并将预测值反馈给控制器对系统时滞进行直接补偿。对于系统中难以建模的摩擦非线性,将其视为扰动,通过设计扩张状态观测器进行估测,并使用反步法对估测得到的总扰动进行补偿。最后,在Simulink中搭建长短时记忆神经网络预测抗扰反步控制算法进行仿真验证,并与径向基函数滑模控制算法、反步控制算法和自抗扰控制算法进行对比,证明其在对含有时滞及摩擦非线性的阀控液压马达位置伺服系统进行控制时,具有较快的响应速度及较好的跟踪性能。

关键词：阀控液压马达位置系统长短时记忆神经网络反步控制扩张状态观测器

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