摘要：在许多反馈控制中 ,常用到系统输出的各阶导数 ,而系统输出的各阶导数都很难直接测量出来 ,尽管在理论上可通过对输出微分求得 ,但实际应用中 ,由于噪声的影响 ,微分信号很难反映真实的各阶导数 .针对如何精确地观测出不确定性系统输出的各阶导数 ,提出各阶导数自校正观测的基本思想 ,并介绍了自校正观测器的原理和设计方法 ,最后给出了被控对象输出各阶导数的自校正观测的计算公式和实现算法 .

摘要：广义脉码调制(GPCM)控制阀是一种组合形式的阀,各基元通过液压集成块连接到一起。流体在液压集成块流道内的运动分布规律是研究液压阀流量控制的关键之一,它决定了GPCM控制阀流量控制的精确度。对GPCM控制阀内部的压力与流量之间的关系进行理论研究,并对它进行了流场的仿真研究,得到了阀节流口压力变化与基元流量之间的关系。研究结果有助于GPCM控制阀时使结构优化设计,使GPCM控制阀具有较好的流量控制精度。

摘要：提出了广义脉码调制液压伺服控制，研究了用开关阀代替比例阀或伺服阀实现液压伺服控制的理论和方法。分析了开关阀控非对称液压缸伺服系统的动静态特性。为减少力负载对液压位置伺服控制精度的影响，设计了负载观测器；利用观测出来的等效负载进行反馈控制，抑制力负载干扰的影响，提高液压位置伺服控制的精度。

摘要：广义脉码调制( GPCM)控制阀是一种组合型式的阀,组成的各基元通过液压集成块连接到一起。流体运动在液压集成块流道内的分布规律是研究液压阀流量控制与节能的关键之一,流体在流道内的分布规律决定流体能量损失的大小。利用计算流体力学( CFD)对GPCM控制阀进行了流场的仿真研究,得到了阀内部压力变化与基元流量之间的关系。研究结果有助于在设计GPCM控制阀时使结构优化,降低阀内部能耗与噪声。

摘要：基于Stewart机构的六维力/力矩传感器是一种十分优越的测力传感器,具有测力接触面大、承载能力强、量程大、测力信息丰富等优点,可被广泛应用在航空机器人、航空航天技术及宇宙空间器的对接试验、风洞试验等场合。根据以上特点,阐述Stewart机构的六维力/力矩传感器的测力原理,分析传感器的受力变形,零部件设计尺寸和理论尺寸的制造误差及安装误差对其测力精度的影响,并对其结构参数进行优化设计。提出一种标定方法,研究其标定算法。对自主研制的Stewart六维力/力矩传感器进行标定试验,得出该传感器的标定矩阵。研究结果表明,用标定矩阵代替传感器理论影响系数矩阵参与6个单向力传感器输出信号的耦合,能够有效地提高该传感器的测力精度。

摘要：Stewart型电液伺服平台操作空间与关节空间之间的雅可比矩阵随位姿而时变,使得各液压缸的轨迹动态同步难以保证,且各缸末端铰接于运动平台,这导致各通道存在着动态耦合的干扰力。针对此问题,在推导系统动力学模型的基础上,通过对关节干扰力的由来和作用进行分析,以系统理想轨迹逆动力学为参考模型,通过运用关节实际运动学输出的正解和系统动力学逆解求得实际关节驱动力,从而得出动态偏差力。在关节位置闭环控制基础上,利用动态偏差力,设计自适应模糊干扰力补偿规律,实现力/位置混合控制,使各支链快速趋于同步,在减小了平台抖动的同时也降低了调整时间,有效提高了系统的整体跟踪性能。

摘要：为解决串联机械臂结构优化问题,提出一种基于工作空间和能量消耗综合指标的机械臂结构优化方法.该方法在机械臂原有结构设计的基础上,以满足原有全局性能指标约束为前提,以机械臂工作空间和特定工作区域上的能量消耗为性能指标,利用遗传算法优化机械臂结构参数,使优化后的机械臂不但具有原设计工作空间特性,而且运行能量消耗最优;推导了基于工作空间和能量消耗的综合性能指标计算方法,并给出基于实数编码遗传算法的机械臂结构优化算法.在某6R型串联机械臂结构优化上的应用结果表明:该机械臂结构优化方法能有效地优化机械臂结构,减小运行能量消耗,优化结果能够满足预定工作空间特性约束.

摘要：为了消除液压并联6-DOF平台因各支链缸时变的负载耦合,以及摩擦和其他外力的干扰作用而引起的平台动态轨迹抖动现象,根据系统动力学模型的关节空间表达式,对关节干扰力的起因和对其运动的作用进行分析,在关节位置闭环控制基础上,分别设计基于结构不变性原理的支链抗负载干扰补偿器和基于系统模型的自适应滑模干扰观测补偿器,根据系统关节负载的变化率将两种补偿器利用模糊原则组合成综合补偿器,对干扰进行力闭环补偿.AMESim与MATLAB的联合仿真分析结果表明,该控制器使平台在复合干扰力作用下,能够平稳运行,与普通的位置闭环PID算法相比,有效地提高了系统的整体动态跟踪性能.

摘要：以电液伺服并联六自由度平台为研究对象,讨论了对称阀控非对称缸数学模型各部分的作用.针对外负载扰动的不确定性,提出了将免疫算法引入增量式PID(比例、积分、微分)控制器,并推导了控制律.为增强系统的稳定性和鲁棒性,采用模糊策略逼近抗体抑制调节非线性函数,并设计了模糊免疫PID控制器,将该控制器应用到空间对接半物理仿真六自由度平台中,建立了分级实时控制系统,针对系统结构参数大变化和提高跟踪响应频率设计了两组实验.结果表明,所设计的模糊免疫控制器作用良好,平台在6个自由度的实时跟踪和协同控制性能均获得满意的结果.

摘要：所述广义负载模拟器采用主从式双并联12自由度机构(MSDPM)进行三维空间力和力矩的复合加载,由于采用了结构化的顺应机构(SCM),致使加载机构(GLS)关节空间耦合特性发生重大变化。本文首先建立了GLS和SCM的独立动力学模型,根据约束条件进行简化并整合。考虑到控制器的设计是在关节空间进行,基于雅克比变换给出了关节空间等效动力学模型。据此指出关节空间多通道交联耦合的根本原因在于刚度矩阵和质量矩阵的非线性强耦合,并给出了耦合矩阵的具体表达式。基于模型对各个自由度下的耦合特性进行仿真研究。结果表明,两种耦合形式都超出了不解耦条件,但在不同的加载目标值和扰动位姿下,二者的影响程度差异巨大。该结论对于控制器的设计有重要的参考价值。