摘要：四足机器人在非结构化地形的运动控制高度依赖于复杂的动力学模型和控制器设计,利用深度强化学习方法设计四足机器人控制器已成为趋势。针对在深度强化学习训练过程中收敛较慢、容易陷入局部最优解及计算资源消耗较大等问题,提出一种融合记忆组件的双延迟深度确定性策略梯度(Memory-integrated Twin Delayed Deep Deterministic policy gradient,M-TD3)算法。首先,对四足机器人以及非结构化地形建模;其次,分析M-TD3算法收敛状态与学习效率;最后,为验证控制器性能,针对多种地形进行运动控制仿真对比并制作样机进行测试。仿真结果表明,相较于传统TD3算法,M-TD3算法收敛更快,效率更高,运动控制性能有显著改善,样机测试结果证明基于改进TD3算法所设计的控制器能够让四足机器人在非结构化地形进行有效的运动越障。

摘要：针对传统滚动轴承故障诊断算法过度依赖专家经验和故障特征提取困难的问题,提出一种基于同步挤压S变换(SSST)和集成深层脊波自编码器(EDRAE)方法。该方法对轴承振动信号进行SSST变换得到时频图像,并将时频图像进行双向二维主成分分析压缩;利用不同的脊波函数设计不同的脊波自编码器(RAE),并构造相应的深层脊波自编码器(DRAE)且引入"跨层"连接以缓解DRAE的梯度消失现象;将压缩时频图像输入各DRAE网络进行无监督预训练和有监督微调,并通过加权平均法输出识别结果。试验结果表明,基于SSST和EDRAE的轴承故障诊断方法能有效地对轴承进行多种工况和多种故障程度的识别,特征提取能力和识别能力均优于人工神经网络、深度信念网络和深度自编码器等模型。

摘要：近年来数控机床发展迅速,数控机床的发展和研究已经成为能够推动工业化进程的重要因素,为了使数控机床更有效地应用于生产实践中,尚需对数字控制部分的实际误差和校正反馈进行深入研究,以提高工业精度及工作效率。本文通过对实验室自主研制的四轴雕刻数控机床进行研究,围绕数字控制和电机的优化展开误差分析,建立系统的误差模型,通过对误差的检测与校正,实现高精度和高效率的雕刻。同时对于四轴数控机床(CNC)中直线传动的三个轴使用直线电机进行传动,电机的类型进行选取和设计参数,对于雕刻精度和运行速度的提升进行研究,并对数字控制进行研究讨论。最后对于数控机床的实际操作即雕刻精度进行算法优化设计,采用误差反馈法进行计算,对雕刻刀的实际位置与数字位置进行对比校正。

摘要：为满足老弱病残群体的实际需求,在完成护理机器人设计的基础上,重点针对双臂结构这一关键部分展开研究。对护理机器人进行整体方案设计;分析关节模块的转动约束,得到各关节的转角范围。采用改进D-H建模法建立护理机器人数学模型,并进行运动学分析和研究。对护理机器人进行控制系统设计;基于Twin CAT3软件,编写PLC运动控制程序,调用电子齿轮并设定耦合系数,使护理机器人双臂各轴电机实现耦合控制,完成样机抱举试验。观测验证了护理机器人控制系统设计的有效性,为后续优化工作打下基础。

摘要：针对传统滚动轴承故障诊断方法过度依赖专家经验和故障特征提取困难的问题,提出一种基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)和改进深层小波神经网络(Deep Wavelet Neural Network,DWNN)方法。首先对采集到的轴承振动信号进行CS降噪并压缩采样;其次设计改进小波自编码器(Wavelet Auto-Encoder,WAE)进而构造DWNN,并引入"跨层"连接缓解网络的梯度消失现象;最后利用大量无标签轴承压缩数据对DWNN进行无监督预训练并利用少量带标签数据对网络有监督微调,进而实现故障判别。实验结果表明提出方法能够有效地对轴承进行多种故障类型和多种故障程度的识别,受先验知识和主观影响较小,避免了复杂的人工特征提取过程,特征提取能力和识别能力优于人工神经网络、深度信念网络、深度稀疏自编码器等模型。

摘要：针对滚动轴承振动信号故障特征难以自动提取和故障类别难以自动准确识别的问题,提出一种改进集成深层自编码器(IEDAE)方法.首先,改进自编码器的损失函数并设计3种小波卷积自编码器;其次,利用区分自编码器、小波卷积自编码器等5种自编码器构造相应的深层自编码器,并设计"跨层"连接以缓解深层网络的梯度消失现象,实现对轴承振动信号的无监督预训练和有监督微调;最后,通过加权平均法输出识别结果,以保证诊断结果的准确性和稳定性.实验结果表明,改进集成深层自编码器方法能有效地对滚动轴承进行多种工况和多种故障程度的识别,较好地摆脱了对人工特征提取的依赖,特征提取能力和识别能力优于现有其他方法.

摘要：针对现有起重机吊钩在抬钩和落钩过程中,工作效率低与人工操作危险的问题,提出了一种在远程操作下,可快速响应的自动化吊钩系统。首先,结合模块化设计的思路制定了针对自动化吊钩的吊钩端结构的详细设计流程并给出了完整的结构设计,通过Inventor软件完成了对其的三维建模,同时对动力机构、传动机构等核心部分的设计进行了详细的描述,再利用HyperMesh软件对其中的重要零件进行设计校核和优化,最终得到完整合理的可遥控自动吊钩结构。然后,对自动吊钩的数学模型进行了详细的推导,制定了整体控制流程,完成了控制部分的设计。最后,制造了可遥控自动吊钩样机,对其性能进行了实验验证,证明了设计的可行性。

摘要：在起重机工作时,负载围绕吊装线旋转,存在定位困难的问题,为此,以动量轮为执行机构,提出了一种基于角动量守恒定律的悬挂负载系统姿态控制方法。首先,对悬挂负载系统的机理与结构进行了研究,用欧拉角描述法推导出了系统的运动学方程,并基于角动量守恒定律对系统进行了动力学建模;然后,对系统的稳定性进行了研究,采用比例积分与比例微分(PI+PD)混合控制律,实现了对俯仰方向旋转位置的控制目的;并设计了比例微分(PD)控制律,抑制了外部干扰对俯仰方向旋转产生的摇晃;基于MATLAB的Simulink环境对系统进行了风力扰动下的仿真实验;最后,搭建了样机实验平台,进行了实际过程测试,结合测试结果对仿真结果进行了验证。研究结果表明:所设计控制律有效,位置控制角度误差达到10-2量级;解决了负载旋转定位困难的问题,抑制了外部干扰对俯仰方向旋转所产生的摇晃。

摘要：由于光缆质地脆、机械强度差,为保证其使用寿命,进行收放线操作时需要实现线缆张力的精确控制。针对现有收放线结构不能实现精细化收放的缺点,研究了一种用于高速移动测试车辆的通讯光缆同步收放线装置。在满足实验设备与主控端的远距离高速通讯需求的前提下,设计了两级缓冲机构避免设备运行时光缆受到较大冲击。采用前馈+PID闭环反馈控制策略,在系统运行过程中通过离合器进行张力补偿控制,实现了收放光缆过程中张力的自动调节。为了优化控制参数,采用MATLAB建立收放线系统的数学模型,仿真结果验证了所提出控制策略的可行性与有效性。现场测试表明,该收放线装置具有响应速度快、张力控制准确、收放线精细化程度高等优点,可满足不同应用场景下高速收放线的需求,并可为野外应急通讯情况下通讯线缆的布设及回收应用提供参考。

摘要：针对半挂汽车列车在高速变道时因参数不确定性导致的横向失稳、半挂车运动轨迹偏移的问题,提出了基于直接横摆力矩控制(Direct Yaw moment Control,DYC)与主动转向(Active Steering,AS)技术的集成控制策略。以追踪牵引车侧向速度、横摆角速度和铰接角的参考数值为目标,设计了一种横向稳定性控制系统。在MATLAB/SIMULINK软件中搭建横向稳定性控制系统模型,并进行高速变道工况仿真试验。仿真结果表明:在高速变道工况下,施加横向稳定性控制作用后,半挂汽车列车模型能较好地追踪参考模型的响应且在车辆参数发生变化时仍有良好的追踪效果;相较于未施加横向稳定性控制作用的系统和仅施加了单控制作用的系统,双控制作用下半挂车追踪牵引车运动轨迹的能力更优。证明了设计的控制方法有效,可为提高半挂汽车列车横向稳定性和半挂车追踪牵引车运动轨迹能力方面提供一定参考。