摘要：以分布式驱动汽车为研究对象,针对多目标协同的自适应巡航问题,应用非线性可变车头时距模型,对坡道、弯道工况设计了间距补偿策略,提高实际车间距离信号的准确性;综合考虑车辆行驶安全性,舒适性,节能性,设计了基于模型预测控制(Model predictive control,MPC)算法、分层控制的自适应巡航控制(Adaptive cruise control,ACC)系统。基于变步长离散化的方法改进ACC系统多目标协同上层控制算法,在保证较长预测时域的基础上提高系统的精确性和实时性。下层控制器中建立逆驱动系统模型、逆制动系统模型,制动/驱动切换逻辑,以车辆整体驱动效率最优为目标设计了期望力矩分配策略。在CarSim/Simulink搭建仿真环境验证了所设计策略的有效性。

摘要：农业环境起伏多变,边界模糊,大多呈非结构化分布。四足机器人在复杂农业环境中作业时,易出现因倾覆失去运动能力的情况,因此机器人需具备倾覆后自我恢复能力。传统四足机器人倾覆后恢复多数依靠腿部运动来实现,而可重构四足机器人,可通过躯干与腿部协调运动来实现倾覆后自我恢复。本文基于可重构躯干构型多变,得到了多种仿生形态的可重构四足机器人,规划了基于可重构理论的倾覆后恢复机理。对比倾覆后可重构机器人利用躯干拱起折叠和单侧翻转折叠两种恢复方式,分析R1型、R2型可重构四足机器人恢复的运动特性。利用软件ADAMS进行仿真,对仿真数据进行分析,证明了可重构躯干比刚性躯干更有效地减少了恢复过程中的冲击。最后设计样机并进行实验,验证机理实施的可行性与稳定性,研究结果表明其可降低实现静态自我恢复的难度。

摘要：路径跟踪在自动驾驶中起着至关重要的作用。为了保证控制器的实时性并提高路径跟踪控制器的稳定性和自适应性,提出了一种基于改进的LQR算法的横向路径控制策略。首先将汽车的动力学模型拆解为横向误差动力学模型,并以此模型设计了前馈+反馈的离散LQR控制器。然后采用模糊控制方法实时根据车辆状态调整LQR的权重系数。此外,为了降低控制器的计算量,设计了基于余弦相似度的更新机制。最后,通过Simulink-Carsim平台对改进的LQR控制器进行双移线路况测试。结果表明,该控制算法在跟踪精度和计算效率方面得到了较大的改善。

摘要：为了解决音圈电机驱动柔性微定位平台驱动力小和低阻尼谐振等问题,本文采用两侧音圈电机的推拉模式来提升驱动力的大小,并且利用内环阻尼控制器结合迭代学习控制方法来实现平台的精准控制。首先,搭建了互补配置的双音圈电机驱动双平行四边形柔性机构的微定位平台。其次,设计了内环阻尼速度反馈控制器。然后,采用逆模型迭代学习控制方法来进一步消除周期性的干扰和误差。最后进行了跟踪实验。结果表明:在跟踪1 Hz和2.5 Hz的正弦波时,相比于PI控制,最大误差分别减少74.6%和68.6%,满足微定位平台精准控制的要求。

摘要：本文研究了遥感与无人机航拍图像中的小目标检测问题。由于这类图像存在目标尺度小、目标分布密集、背景复杂等特点,使得特征提取困难。目前针对小目标检测的算法,为了提升精度,大多忽略了参数量与推理速度的影响,这使得算法缺乏实用性。针对上述问题,本文提出了一种基于轻量化的多尺度融合注意机制的改进YOLO v8小目标检测算法。算法首先在YOLO v8的FPN结构中加入F算子,设计了多尺度特征的加权融合;然后在网络预测层剔除了P4、P5预测层,加入P2层用于小目标的预测;最后对轻量化自注意力机制进行图像输入网格化分割整合改进,并用它替换了FPN中的C2f模块,使得算法具有更好的全局感知能力,并大幅降低了参数量。与YOLO v8s相比,本文算法在DOTA数据集上的mAP提升了4.4%,网络参数量下降了52%,FPS达到了46帧/s。在VisDrone数据集中,本算法在精度上提升了8.2%。

摘要：提出了一种在非结构化环境中具备可靠抓握和稳定栖息能力的仿猛禽机器人,求解了具有最小倾覆力矩的腿部最优尺寸,获得了满足倾覆力矩和动量约束的栖息成功参数域,设计了具有强大抓取力并通过自锁保持可靠抓握状态的欠驱动抓握腿爪.上述确保稳定栖息的动力学参数优化设计,以及确保可靠抓握的精巧腿爪结构,为实现仿猛禽栖息机器人在遥感探测、搜救避险、环境监测等非结构化环境中的广泛应用奠定了基础.

摘要：由于人工检测刹车衬芯缺陷存在效率低下、标准不一致等问题,开发一套基于机器视觉的刹车衬芯缺陷检测系统,实现衬芯法兰面的缺陷检测。设计光学方案获取衬芯法兰面图像,首先利用并行中值滤波对原图像去噪,然后使用改进的Otsu方法提取出法兰面区域,最后通过傅里叶变换与反傅里叶变换相结合的方法获取缺陷信息并进行判别。实验结果表明:该系统检测准确率为98.9%,漏检率为0,对于单个衬芯零件的平均检测时间为0.232 s。该系统测量精度高,运行速度快,可以有效地取代工业检测中的人工测量。

摘要：针对汽车零部件装配线的物料分拣及供给问题,设计并组装了一台移动操作机器人用于实现智能化自动送料。以此移动操作平台为对象,建立了其运动学模型,并以此为依据提出了运动控制策略,分析了输入脉冲与机器人速度及转弯半径之间的关系。利用激光跟踪仪对机器人直线和圆周运动的轨迹进行标定,获取了轨迹误差随速度的变化规律。研究结果表明,通过控制电机的输入脉冲,提出的运动控制策略可以满足在不同场景要求下的移动机器人定位和运行。机器人直线速度与输入脉冲成正比,转向速度与输入脉冲差成正比,转弯半径与输入脉冲和成正比。由轨迹误差与速度的关系,得到机器人的最佳速度为(0.2~0.3)m/s,当运送小型零部件且需要提高运行效率时,可控制直线速度在(0.5~0.7)m/s,为分析运动性能提供了一种解决方法。

摘要：针对船舱狭小空间U形板角焊缝焊接工况,设计了一款类轨道悬挂式移动焊接机器人。该焊接机器人由移动机器人本体、两自由度机械臂及焊炬组成,三自由度实现焊接位置调节。首先,介绍了焊接机器人的结构设计;其次,分析了U形板最小转弯半径与机器人各变量之间的参数关系,确保转弯要求;最后,利用ADAMS仿真机器人移动过程,研究多个变量对焊炬末端在Y、Z方向偏移及振动的影响。结果表明:移动过程中,焊炬在机器人中间时的焊接轨迹最易控制;夹紧轮Z向位置为24.25mm,移动过程中Z方向偏移稳定,Y、Z方向振动微小;满足结构安装前提下,应选择刚度较大的弹簧;弹簧预紧力为20N时,Y、Z方向偏移、振动均得到较大改善。

摘要：齿面扭曲是螺旋线修形人字齿轮成形磨削时产生的一种加工误差,为了消减齿面扭曲,提高磨削精度,基于逆向思维提出了一种齿轮反扭曲加工计算方法来消减齿面扭曲引起的加工误差。根据成形磨削人字齿轮空间啮合坐标系,求解标准齿轮齿面、齿面扭曲和齿面反扭曲多位置处的接触线,并通过计算齿面法曲率和螺旋线修形量,建立人字齿轮齿面反扭曲模型;联合蒙特卡洛法对修形前后人字齿轮进行接触线优化,通过有限元方法分析齿面反扭曲和齿面扭曲的传动误差、齿面接触应力;最后,比较了修形后齿面扭曲和齿面反扭曲的动态特性。结果表明,齿面反扭曲加工能够有效消减人字齿轮齿面加工原理性误差,提高人字齿轮磨削精度。