国家自然科学基金(51175383)
- 作品数：13 被引量：46H指数：5
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- 相关机构：武汉大学广东电网公司中铁第四勘察设计院集团有限公司更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术交通运输工程电气工程机械工程更多>>
- 基于导波频散特征的金属排管缺陷辨识方法被引量：4
- 2015年
- 采用时频分析方法,研究导波在金属管道中频散特征与缺陷尺寸间的映射关系。基于有限元分析软件ANSYS,采用单元生死法建立9组不同周向尺寸和径向深度缺陷的管道模型,用脉冲-回波的方法模拟L(0,2)模态波对管道的激励;基于Gabor变换和导波频散特性,提取缺陷回波时间、反射系数等特征参数。研究结果表明:管道裂纹缺陷的轴向定位误差为1.48%;缺陷处的反射系数较大,且反射系数随着损伤程度的变大而增大。
- 钟万里徐俊谢涛王伟冯朝游凡肖晓晖
- 关键词：导波频散GABOR变换
- 基于强化学习的双足周期步行控制研究
- 双足机器人形态拟人，可在非结构化的复杂环境中行走，且无需为其改造人类工作和生活的环境，得到了研究者的广泛重视。周期步行是双足运动的基本形态，反映了生物的节律运动。目前提高双足机器人周期步行对环境适应能力的步行控制算法，多...
- 吴垚
- 关键词：双足机器人步态稳定性
- 文献传递
- 基于原型观测数据的输电塔风振控制效果
- 2013年
- 以基于阻尼耗能原理的输电塔风振控制为对象,研究基于原型观测数据的时域和频域特征值提取的控制效果及影响因素。首先,将数值仿真分析得到的阻尼器优化布置方案在实际线路上实施,通过原型观测获取1次台风周期的输电塔风振数据,包括施加和未施加阻尼控制的相邻2个同型号杆塔的振动加速度;其次,通过提取时域与频域特征值,计算减振率。分析结果表明:基于风振的峰值和均方根为特征值,减振率分别达到52%~80%和41%~60%;基于功率谱密度函数,顺线向幅值减振率可达50%~70%,横线向幅值减振率可达30%~55%,合成加速度减振率可达30%~55%。分析结果验证了基于阻尼耗能机理的输电塔风振控制策略研究的有效性。
- 王伟赵东阳钟万里徐俊凌杰肖晓晖
- 关键词：输电塔风振控制阻尼器功率谱
- 薄壁小直径管道导波探伤的传感器布置方案优化被引量：1
- 2016年
- 研究传感器布置对导波沿薄壁金属管道的频散特性、模态转换和缺陷定位的影响规律。其步骤为:首先,采用ANSYS软件建立薄壁小直径的无缺陷管道和缺陷管道有限元模型;采用瞬态动力学分析方法,对管道端部周向各节点施加轴向瞬时位移载荷,模拟超声传感器激发L(0,2)模态波;根据脉冲-回波信号的时间历程曲线,定义回波分辨率、反射系数。其次,分析缺陷的轴向位置精度以及4种传感器布置方案对导波频散、模态转换、周向定位和反射系数的影响。研究结果表明:增加传感器数量可有效抑制弯曲模态和导波频散的发生,并增强回波信号的幅值;当传感器数量小于4个时,难以对裂纹缺陷进行周向定位;反射系数随传感器数量的增加呈线性增大。
- 王伟游鹏辉钟万里谢涛徐俊钟力强肖晓晖
- 关键词：导波频散特性反射系数
- 基于气动人工肌肉的仿人机器人膝关节设计与控制
- 2018年
- 考虑气动人工肌肉的功率/质量比与柔性优势,研究其在仿人机器人下肢结构中的应用.首先分析人体下肢生理结构及功能映射,进行膝关节的结构设计;其次,采用H鲁棒控制理论,设计了膝关节运动角度控制器,以及基于反馈线性化原理的气动肌肉气压控制器;最后,搭建关节运动控制实验平台,并进行验证性实验研究.结果表明,所设计的气动关节能完成大腿-小腿相对转动90°的运动要求,关节轨迹跟踪稳态误差小于4%.
- 陈正
- 关键词：仿人机器人气动肌肉
- 基于鲁棒建模的气动人工肌肉驱动仿生关节的轨迹跟踪控制被引量：8
- 2016年
- 为了简单、高效地实现对由单根气动人工肌肉(pneumatic artificial muscle,PAM)驱动的仿生关节的轨迹跟踪控制,提出了一种基于鲁棒建模方法的级联控制策略.首先,通过解析法建立比例方向控制阀输入电压与PAM腔内驱动气压之间的非线性模型.其次,将PAM的驱动气压输入和关节角位移输出之间的非线性关系等效为一个含有参数摄动的2阶线性时不变模型,并通过鲁棒建模方法辨识模型参数.再者,对应由以上两个模型(即非线性模型和线性时不变模型)组成的混合模型,提出一种级联控制器,其外环是一个采用回路成形设计程序(loop-shaping design procedure,LSDP)法设计的用于角度位置跟踪的H∞控制器,内环是一个基于反馈线性化理论的用于PAM腔内驱动气压控制的非线性控制器.最后,在回转角度小于90?且工作频率上限小于1.25 rad/s的实验条件下,关节对参考轨迹实现了稳态误差小于2%的跟踪.本研究表明,在工作频率相对较低的情况下,采用所提策略可以对高度非线性系统实现有效的轨迹跟踪控制.
- 王杨张强肖晓晖
- 关键词：H∞控制非线性系统
- 仿人机器人足部结构与感知系统设计及ZMP计算被引量：1
- 2013年
- 针对仿人机器人行走中的平稳性要求,首先,设计了由弧形脚掌、被动趾关节、冲击吸收机构和传感器模块组成的足部结构;其次,推导了在足部结构支撑下的ZMP算法。实验表明,由足部结构及传感器布置能够实现ZMP的准确测量。
- 罗伟游鹏辉陆荣信闫柯峥
- 关键词：仿人机器人感知ZMP
- 双足步行机器人在线步态生成与偏航控制策略被引量：5
- 2016年
- 针对双足步行机器人的偏航行走需求,提出一种步态生成与偏航行走控制策略,实现步态模式的在线生成与自主偏航行走。其步骤为:首先,基于零力矩点(ZMP)稳定判据,采用线性倒立摆模型和正-逆运动学循环求解算法,建立离线步态生成器;其次,采用预观控制理论,建立用于轨迹跟踪的预观控制器,实现双足步态的在线生成;然后,引入角度系数,运用矢量合成法,根据目标偏航角度,通过回放-纠正方法确定合适的固定系数;最后,采用MATLAB和Adams组成的联合仿真平台,验证方法的有效性。研究结果表明:该方法能利用离线生成的角度,有效减少质心侧向轨迹跟踪误差;通过矢量合成和回放纠正,选取合适的角度系数,实现无偏航步态的在线生成;不需要实时规划参考ZMP轨迹,在保证稳定的前提下,实现15°和30°偏航行走。
- 丁加涛肖晓晖王杨
- 关键词：双足步行机器人
- 基于三质点模型的仿人机器人节能步行
- 2020年
- 为了实现高能效的双足步行,提出基于三质点线性倒立摆模型(3MLIPM)的步态生成与优化策略。首先,定义表征单位能耗的步态周期(UEWC),利用三质点模型,对机器人进行运动学建模与步行能耗评估,建立机器人步行过程的能耗评价模型,分析各质量块的运动性质,提出基于质心(CoM)加速度优化的二次型步行能耗评价指标;其次,对3MLIPM进行动力学建模,将CoM运动分为稳定分量与不稳定分量,CoM最优轨迹求解转化为求解运动分量误差项,通过跟踪参考的零力矩点(ZMP)轨迹,利用无约束优化算法求解对应的能耗最低的CoM轨迹;最后,实现了步态的在线生成,并且为消除腿部质量摆动导致的躯干质心附加运动,通过二分搜索的修正算法,修正3MLIPM的步行参数输入(步长和步宽),进一步降低了双足步行的能量消耗。通过仿真和试验验证了算法的可行性和有效性。研究结果表明:提出的能耗评价指标能够表征三质点步行系统的真实能耗,并且能够用于指导最优CoM轨迹生成;利用双足稳定支撑域,可以优化参考ZMP轨迹以实现低能耗步行;通过修正三质点模型的名义步行参数输入,消除等效ZMP产生的附加运动,针对不同形式ZMP参考轨迹,修正后的三质点模型相比于传统单质点模型,可以有效降低步行能耗。
- 何杰张晓晖肖晓晖丁加涛
- 关键词：能量效率双足步行仿人机器人
- 高速铁路接触网吊弦的疲劳寿命分析被引量：10
- 2019年
- 基于动态弓网系统,研究高铁行驶速度对吊弦疲劳寿命的影响.建立弓网耦合模型,进行弓网系统的动态仿真分析,得到吊弦的载荷时程数据;建立吊弦的三维实体模型,通过静力学分析确定其应力集中位置;基于雨流计数法和Goodman曲线,对吊弦的应力时程进行雨流计数和零均值修正,获取吊弦的标准载荷谱;最后,基于Miner准则和材料S-N曲线,进行吊弦的疲劳寿命分析.结果表明:当车速高于300 km/h时,所有吊弦均不满足EN50119标准中2×10~6次的疲劳试验要求,但有33%～66%满足TB/T 2073-2010中5×10~5次的试验要求;靠近跨中位置的吊弦更容易产生疲劳断裂,且对车速具有更高的敏感度,当车速高于300 km/h时,车速每增大10～20 km/h,吊弦的疲劳寿命值下降30%～50%.
- 赵慧肖晓晖戚广枫徐鸿燕李红梅
- 关键词：弓网系统吊弦雨流计数法
