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全方位机器人的重心位置预测与轨迹跟踪控制

控制理论与应用 2024年第1期41卷 145-154页

作者：王义娜刘赛男王硕玉杨俊友沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 高知工科大学智能机械系日本高知7828502

针对全方向移动机器人存在非线性动态强耦合、实时重心偏移及难以实现高精度跟踪控制的问题,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的重心位置在线预测的轨迹跟踪控制法.首先,建立考虑重心偏移的动力学模型并基于LSTM神经网络训练... 详细信息

针对全方向移动机器人存在非线性动态强耦合、实时重心偏移及难以实现高精度跟踪控制的问题,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的重心位置在线预测的轨迹跟踪控制法.首先,建立考虑重心偏移的动力学模型并基于LSTM神经网络训练构建其对比模型;其次,基于模型对比法实时估计重心偏移参数,再基于张神经网络(ZNN)对估计的重心偏移参数进行预测以减小估计过程引起的滞后;最后,基于非线性动态反馈解耦法设计数值加速度控制算法,且基于离散系统极点配置法分析了系统的稳定性.仿真结果验证了所提方法相对于数值加速度控制器与自适应控制器因能在线预测重心偏移参数完成高精度动态解耦实现控制精度的提高.实际实验中,所提控制算法相比数值加速度控制及模型预测控制,其跟踪精度明显提高,这表明所提控制算法可显著减小重心偏移对跟踪控制精度的影响.

关键词：跟踪控制时变矩阵求逆重心偏移参数估计长短期记忆神经网络

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变负载机械手轨迹跟踪控制器设计

控制理论与应用 2024年第4期41卷 738-744页

作者：赵兴强刘振朱全民青岛大学自动化学院山东青岛266071 青岛大学山东省工业控制技术重点实验室山东青岛266071 英国西英格兰大学工程设计与数学系英国布里斯托BS161QY

本文针对具有变负载的不确定刚性机械手系统,提出了一种依赖平均驻留时间的神经网络自适应切换控制策略.本控制方案将夹持不同负载的刚性机械手系统视为切换系统,即根据负载的不同将整个系统分为若干子系统,并基于平均驻留时间原则对每... 详细信息

本文针对具有变负载的不确定刚性机械手系统,提出了一种依赖平均驻留时间的神经网络自适应切换控制策略.本控制方案将夹持不同负载的刚性机械手系统视为切换系统,即根据负载的不同将整个系统分为若干子系统,并基于平均驻留时间原则对每个子系统分别设计控制器.在各子系统中,分别采用径向基函数(RBF)神经网络逼近系统结构参数,以避免控制器对系统精确模型的依赖.同时,基于神经网络设计鲁棒补偿项,以抑制集总扰动对系统的影响.然后,利用多Lyapunov函数方法证明了轨迹跟踪误差的一致最终有界性.最后,通过仿真验证,所提出的控制方案不仅可实现变负载机械手期望轨迹的高精度跟踪,而且可有效削弱输入力矩的抖振.

关键词：切换控制器机械手神经网络平均驻留时间自适应控制

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MDCT在机械瓣膜功能障碍中的应用1例

中华胸心血管外科杂志 2024年第5期40卷 305-307页

作者：吴玉辉江蕊刘伟丽屈占军江磊青岛大学附属心血管病医院青岛266071 青岛大学附属医院心血管外科青岛266003 青岛大学附属医院介入手术室青岛266003

本文报道应用多层螺旋CT(multi-detector-row computed tomography,MDCT)诊断1例58岁男性机械瓣膜功能障碍患者,其原因为抗凝不足导致瓣膜周围形成血栓并引起瓣膜功能障碍,成功予以抗凝治疗,避免了外科二次开胸手术。

关键词：多层螺旋CT 抗凝治疗 MDCT 二次开胸瓣膜功能障碍

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风下之地:中西间的南洋

学术月刊 2024年第6期56卷 147-156页

作者：韩琛青岛大学文学院山东青岛266071

作为中西之间的过渡地带,南洋是现代作家展开文学想象的重要空间。就欧洲作家而言,现代系过界南洋的帝国远征;对中国作家来说,南洋是汇融中西的复合周边。欧洲帝国殖民与中华天下遗绪交错其间,既指涉中国渴望融入世界新秩序的现代转型焦... 详细信息

作为中西之间的过渡地带,南洋是现代作家展开文学想象的重要空间。就欧洲作家而言,现代系过界南洋的帝国远征;对中国作家来说,南洋是汇融中西的复合周边。欧洲帝国殖民与中华天下遗绪交错其间,既指涉中国渴望融入世界新秩序的现代转型焦虑,又隐隐透露难以排解的历史帝国迷思。中国现代文学视野中的南洋世界,注定是一个中西文明冲突、古今帝国碰撞、内外华夷颠倒、欧亚族裔混杂的文学地缘学空间。

关键词：中国南洋帝国周边文学地缘学

天麻素对神经病理性痛大鼠脊髓AMPK/TRPA1信号通路的影响

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中华麻醉学杂志 2024年第3期44卷 329-333页

作者：孙雪王士雷卢衍羽赵洋青岛大学附属医院麻醉科青岛266555

目的评价天麻素对神经病理性痛大鼠脊髓腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)/瞬时受体电位通道A1(TRPA1)信号通路的影响。方法SPF级健康雄性SD大鼠36只,6~8周龄,体质量200~230 g,采用随机数字表法分为3组(n=12):假手术+生理盐水组(SHAM组)、神经... 详细信息

目的评价天麻素对神经病理性痛大鼠脊髓腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)/瞬时受体电位通道A1(TRPA1)信号通路的影响。方法SPF级健康雄性SD大鼠36只,6~8周龄,体质量200~230 g,采用随机数字表法分为3组(n=12):假手术+生理盐水组(SHAM组)、神经病理性痛+生理盐水组(NP组)和神经病理性痛+天麻素组(GAS组)。2%异氟烷麻醉下,采用坐骨神经慢性结扎损伤法制备大鼠神经病理性痛模型,SHAM组未结扎。造模后连续14 d,GAS组腹腔注射天麻素100 mg/kg,SHAM组和NP组注射等量生理盐水。分别于造模前1 d(T0)、造模后第1、3、5、7、10和14天(T1-6)时测定机械缩足反应阈(MWT)和热缩足潜伏期(TWL)。在T4和T6时测完痛阈后,2%异氟烷麻醉处死大鼠取L4-6脊髓组织,采用qRT-PCR法检测TRPA1 mRNA表达,Western blot法检测脊髓TRPA1、AMPK和p-AMPK表达,免疫荧光染色法检测脊髓TRPA1表达;免疫组织化学染色法观察TNF-α、IL-1β和c-fos的表达。结果与SHAM组相比,NP组T1-6时MWT和TWL降低,脊髓TRPA1 mRNA、TRPA1、TNF-α、IL-1β和c-fos表达上调,p-AMPK表达下调(P0.05);与NP组相比,GAS组T3-6时MWT和T2-6时TWL升高,脊髓TRPA1 mRNA、TRPA1、TNF-α、IL-1β和c-fos表达下调,p-AMPK表达上调(P0.05)。结论天麻素减轻大鼠神经病理性痛的机制可能与调控AMPK/TRPA1信号通路有关。

关键词：天麻神经痛 TRPA1离子通道 AMP活化蛋白激酶类

基于端部绕组模块的定子励磁无刷电机冷却方法

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 240-250页

作者：花为张志恒朱新凯王玉彬李祥林东南大学电气工程学院南京210096 华北电力大学(保定)电力工程系保定071003 中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580 青岛大学电气工程学院青岛266071

为了提升定子励磁无刷电机的冷却能力,提出了一种基于端部绕组模块的定子励磁无刷电机冷却方法.在电机端部绕组和定子铁芯叠片端部的间隙中插入端部绕组冷却(EWC)模块,以减小定子绕组热点区域和冷却介质之间的间隙,从而提高端部绕组的... 详细信息

为了提升定子励磁无刷电机的冷却能力,提出了一种基于端部绕组模块的定子励磁无刷电机冷却方法.在电机端部绕组和定子铁芯叠片端部的间隙中插入端部绕组冷却(EWC)模块,以减小定子绕组热点区域和冷却介质之间的间隙,从而提高端部绕组的冷却能力.对非重叠式集中绕组长度计算模型进行改进,评估采用EWC模块前后电机定子电枢绕组长度的变化,分析EWC模块的电导率对电机定子损耗的影响.采用计算流体动力学(CFD)模型,对比EWC模块在不同铜耗和励磁源损耗密度下的冷却性能.结果表明,采用EWC模块可以使端部绕组的稳态温升降低约50%,热态时的绕组电阻降低7.51%,从而改善了定子的冷却条件.

关键词：定子励磁无刷电机端部绕组冷却设计热态电阻

基于YOLOv5目标检测的机械臂精准授粉系统设计与试验

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山东农业大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 347-355页

作者：丁昊李小光王术波青岛大学自动化学院山东青岛266000 青岛大学智能无人系统研究院山东青岛266000

针对梨花人工授粉劳动强度大、效率低,机械授粉花粉用量大、成本高的问题,本文提出了一种结合YOLO深度目标检测算法和机械臂执行系统实现梨花精准授粉的方案。首先将整个系统拆分为深度相机感知模块、靶标授粉决策模块、机械臂执行模块... 详细信息

针对梨花人工授粉劳动强度大、效率低,机械授粉花粉用量大、成本高的问题,本文提出了一种结合YOLO深度目标检测算法和机械臂执行系统实现梨花精准授粉的方案。首先将整个系统拆分为深度相机感知模块、靶标授粉决策模块、机械臂执行模块,提出机械臂授粉的各模块融合技术路线。然后通过对深度相机和YOLOv5目标检测算法的融合,检测系统输出靶标梨花的三维坐标位置。进一步通过坐标转换将不同坐标系下的坐标统一到机械臂基坐标下,实现将梨花的像素坐标值和深度值转化为梨花在基坐标系下的三维坐标。最后试验部分完成机械臂授粉执行并探究了机械臂授粉系统的准确性。结果表明,在试验环境下授粉的绝对误差平均值为3.83 mm。

关键词：梨花授粉靶标梨花识别机械臂控制深度相机

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时变输出约束机械臂系统渐近跟踪控制

组合机床与自动化加工技术 2024年第1期 72-76页

作者：常太群赵林青岛大学自动化学院青岛266071

针对非对称时变输出约束的机械臂系统,提出了一种基于事件触发的自适应渐近跟踪控制策略。首先,采用自适应命令滤波反步方法,解决了“计算爆炸”问题;同时,利用时变非对称李雅普诺夫函数,可以保证闭环系统的渐近稳定性且系统状态满足非... 详细信息

针对非对称时变输出约束的机械臂系统,提出了一种基于事件触发的自适应渐近跟踪控制策略。首先,采用自适应命令滤波反步方法,解决了“计算爆炸”问题;同时,利用时变非对称李雅普诺夫函数,可以保证闭环系统的渐近稳定性且系统状态满足非对称时变约束条件;此外,自适应渐近跟踪控制可以保证在存在不匹配扰动的情况下,跟踪误差渐近收敛于零。该控制器设计采用了事件触发控制策略,在必要时产生控制输入,减少通信负担,提高了控制性能;最后,通过对非对称时变约束下的双连杆机械臂系统进行仿真,验证了该方法的有效性。

关键词：机械臂系统渐近跟踪控制命令滤波反步事件触发控制非对称时变约束

计入粗糙峰的微纳结构表面水润滑流体动力学仿真

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物理学报 2024年第11期73卷 189-200页

作者：谷靖萱郑庭郭明帅夏冬生张会臣大连海事大学机械工程系大连116026

随着表面精密加工技术与润滑减摩研究的发展,利用表面织构化技术提升其表面减摩效果的研究已引起广泛关注,但少有研究考虑摩擦副表面粗糙形貌对润滑特性带来影响.本研究采用计算流体动力学(CFD)模拟方法,建立了矩形织构模型,并在其表面... 详细信息

随着表面精密加工技术与润滑减摩研究的发展,利用表面织构化技术提升其表面减摩效果的研究已引起广泛关注,但少有研究考虑摩擦副表面粗糙形貌对润滑特性带来影响.本研究采用计算流体动力学(CFD)模拟方法,建立了矩形织构模型,并在其表面计入粗糙峰结构,讨论水润滑条件下不同粗糙峰结构模型润滑特性变化规律.结果表明:调节微纳复合表面结构参数,将改变润滑水膜承载力,进而影响微纳复合结构表面的动压润滑效果.此外,织构内涡流生成导致涡量变化,引起能量耗散并影响摩擦力.对矩形织构模型,适当的深度比(H=0.6)可使其表面动压润滑效应达到最优;而增大织构宽度比(W),动压润滑效应增强.在微织构表面引入高斯随机粗糙峰后,当随机粗糙峰高度变化标准差δ为0.5时,承载力可提升44%,摩擦系数降低30.9%.若引入半正弦粗糙峰,承载力和摩擦系数的变化范围均小于10%,对润滑效果的影响不明显.若同时引入高斯随机粗糙峰和半正弦粗糙峰,承载力可提升42%,摩擦系数下降31.1%,即表面动压润滑效果提升也较为显著.

关键词：微织构粗糙度动压润滑流体动力学