摘要：为了减轻工人的劳动强度,设计了一种能自动装料和码垛的机器人。该机器人属于龙门式四自由度桁架机构,主要包括X、Y、Z轴和夹爪4个组件,X、Y轴采用丝杠螺母传动机构,由步进电机驱动;Z轴采用齿轮齿条传动机构,由交流伺服电机驱动,伺服电机自带抱闸;Z轴末端安装有夹爪,其通过气动方式控制,作用是抓取料框。选用位置控制方式,利用触摸屏和可编程逻辑控制器(PLC)实现对系统的控制。主要设计内容包括机械结构设计,控制系统设计,PLC、驱动器等硬件的选型及对应的外部接线电路设计,系统动作流程及梯形图程序的编写和人机界面的设计等。经过组装、调试,设计的机器人能满足自动化作业需求。

摘要：PCRR教学模式是一种科学论证教学模式,即通过呈现、批判、反思、提炼等教学环节,在循环论证中推进学习进程,理解科学概念,是一种培养学生批判性思维的有效模式。通过对PCRR教学模式基本思想的分析,结合“滑动摩擦力”的内容特点,以滑动摩擦力的大小、方向、作用点等学生学习的重点和难点为论证内容,探索运用PCRR教学模式设计培养批判性思维能力教学的可行路径。The PCRR teaching model is a scientific argumentation-based teaching approach that advances the learning process through cycles of presentation, critique, reflection, and refinement. It facilitates understanding of scientific concepts and serves as an effective mode for cultivating students’ critical thinking skills. By analyzing the fundamental principles of the PCRR teaching model and incorporating the content characteristics of “sliding friction”, this study explores feasible pathways for designing instruction to cultivate critical thinking abilities, with a focus on the key and difficult learning points for students such as the magnitude, direction, and point of application of sliding friction as the subjects of argumentation.

摘要：基于OBE教育理念的核心原则,针对“热学”课程教学中普遍存在的挑战和不足,提出了一系列“热学”课程教学改革举措。以学生的学习成效为导向,通过明确预期学习成果、反向设计教学内容、创新教学方法策略以及优化考核评价体系实现教学模式的革新。

摘要：利用对射式红外线传感器、无线电收发模块、数字编译码双功能集成电路及LED数码管等器件,设计了红外探测无线遥控数显防盗报警系统。它是利用人眼观察不到的红外线光束,组成无线检测区域。当人或物体遮挡住红外线光束时,探测器输出探测信号,启动发射机工作。接收机收到由发射机发送的无线遥控编码信号后,再经一系列电路处理,输出控制信号,触发音响器报警,提醒值班人员注意,同时数码显示器亮,显示报警地点。由于该系统采用了数字编码技术,因此一台接收主机可以设置数台报警分机,可同时监视多个报警点。整体装置为模块化结构,具有对光容易、工作稳定、免调试等特点,报警半径约为1 000 m左右,适合在家庭、商店、仓库、果园等场所使用。

摘要：为了补偿控制系统的未知动态和外部扰动,论文提出一种基于参考模型的扰动观测器控制系统.首先,分析了二阶理想参考模型控制系统的设计,并通过闭环传递函数证明了参考模型控制系统的稳定性.然后,设计了二阶系统扰动观测器和基于参考模型的扰动观测器控制律,分析了二阶闭环控制误差系统收敛性.并推广到n阶控制系统,证明了n阶闭环控制误差系统稳定性.最后,仿真实验结果表明,与线性自抗扰控制(LADRC)系统相比,基于参考模型的扰动观测器控制系统阶跃响应的跟踪精度和抗扰性能明显优于LADRC系统,扰动的估计精度高,控制输入量小于LADRC系统;基于参考模型的扰动观测器控制系统正弦跟踪精度和扰动的估计精度也高于LADRC系统.该新型控制系统结构简单,抗扰性能好,控制效率高,具有重要的工程应用价值.

摘要：提出了一种利用反双曲正弦函数的一阶自抗扰控制器,以提高永磁同步电机正弦波脉宽调制(SPWM)调速系统的跟踪精度。研究了永磁同步电机转速环的数学模型;分别设计了一阶跟踪微分器和二阶扩张状态观测器,利用李雅普诺夫函数分析了它们的收敛性;构造了转速环的一阶自抗扰控制器,同时证明了一阶自抗扰控制误差系统的渐近稳定性。最后,将该新型一阶自抗扰控制器作为永磁同步电机的转速调节器,分析了自抗扰控制永磁同步电机的SPWM调速系统。仿真实验表明:自抗扰控制调速系统速度阶跃跟踪的调整时间约为0.15 s,稳态误差小于0.28 r/min;同一调速系统正弦响应的最大跟踪误差约为17 r/min。与PI控制调速系统相比,自抗扰控制永磁同步电机调速系统阶跃响应快速而平稳,无超调,稳态误差小;另外,系统正弦响应的跟踪性能好,跟踪误差小。

摘要：利用反双曲正弦函数分别设计了三阶跟踪微分器和三阶扩张状态观测器,并利用该函数和设定输入的二阶微分信号设计控制律,从而构造了一种新型自抗扰控制器.通过李雅普诺夫函数证明了自抗扰控制系统在平衡点处渐近稳定.仿真实验表明,采用该自抗扰控制器的二阶系统能有效抑制内部和外部非线性扰动的影响,实现对方波信号和正弦信号的高精度跟踪,同时,扩张状态观测器能较准确地估计系统内部和外部扰动信号.

摘要：反双曲正弦函数是光滑连续函数,具有快速并消除速度高频震颤的作用.利用反双曲正弦函数构造加速度函数,设计二阶跟踪微分器,证明了跟踪微分器的收敛性,并分析了跟踪微分器频域特性.仿真实验表明,该跟踪微分器能对输入信号进行低通滤波,且跟踪精度高,响应速度快;同时,它较好地抑制了微分信号的噪声放大效应,可以得到输入函数理想的微分信号.

摘要：首先,采用反双曲正弦函数设计一种三阶扩张状态观测器,利用Lyapunov函数证明三阶扩张状态观测器误差系统渐近稳定;然后,利用反双曲正弦函数选取扩张状态观测器初始阶段的参数,以抑制微分峰值现象;最后,通过仿真实验结果,表明了所提出的三阶扩张状态观测器能够获取二阶系统各状态变量和非线性扰动高精度的估计值,而且能够较好地抑制微分峰值.

摘要：首先,利用特殊幂次函数和反双曲正弦函数构造一种新型滑模变结构控制趋近律;然后,采用该趋近律设计一种自适应滑模控制律,并证明滑模控制系统误差渐近收敛.仿真实验表明:在存在时变转动惯量和摩擦力矩扰动的情况下,该自适应滑模控制系统具有较高的位置和速度跟踪精度,并有效减弱了控制输入信号的高频震颤现象;同时,采用反双曲正弦函数的自适应律能较好地平滑系统转动惯量估计值,减小控制输入信号的幅值.