国家自然科学基金(51175263)
- 作品数：23 被引量：143H指数：6
- 相关作者：李成刚尤晶晶吴洪涛姚莉君张军更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学南京林业大学南京农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程电子电信一般工业技术更多>>
- 并联式六维加速度传感器的哈密顿动力学研究被引量：20
- 2012年
- 针对六维加速度传感器在解耦难度与结构复杂度之间存在矛盾的现状,通过Legende变换,并用四元数来描述旋转运动,建立并联式六维加速度传感器的哈密顿约束正则方程。依据四元数的性质,在相空间内推导出系统哈密顿变量之间隐含的正交关系式,并据此给出一种求解微分代数方程的显式递推算法。通过构建系统内的固有约束关系并求解相容线性方程组的最小范数解,对动力学方程的计算误差进行修正。通过仿真和试验对系统的动力学模型及其算法进行验证,结果相一致,且计算效率较高。研究表明:应用相空间内的哈密顿动力学理论,可以实现并联式六维加速度传感器这类多体系统在一般工作环境下的动力学解耦。
- 尤晶晶李成刚吴洪涛
- 关键词：相空间四元数拉格朗日乘子微分代数方程
- 压电式六维加速度传感器测量系统研究
- 2012年
- 针对9-SPS并联压电式六维加速度传感器的结构特点与工作原理,设计一种集多通道电荷放大器、信号采集与处理为一体的测量系统。其中电荷放大器部分根据传感器的特点对传统电荷放大器进行了改进与优化,不仅实现了电荷放大器的小型化,且其测量范围、滤波器参数及增益均可通过程序控制,实现自动测量;信号采集与处理单元采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)联合架构,兼顾了速度与灵活性,为系统实现实时处理提供了保障。与传统测量系统相比,该系统具有测量精度高,体积小,成本低,使用方便及具有良好的人机交互等特点。
- 张军李成刚尤晶晶姚莉君
- 关键词：加速度传感器并联机构电荷放大器信号采集
- 基于四面体构型的冗余并联机构的运动学分析被引量：5
- 2013年
- 针对目前并联机构在工程应用中暴露出的灵活性差、关节误差大、运动学正解模型强非线性耦合等现状,提出一种四面体构型的新型冗余并联机构。运用螺旋理论分析机构的自由度和奇异特性,运用拓扑理论定量地给出机构的耦合特性,运用三点法推导机构的运动学正解,并通过求解约束方程的最小范数解对误差进行补偿。结果表明,该并联机构的运动学性能优越。研究结果为四面体构型的冗余并联机构的进一步稳定、实时、精确控制提供了有力的条件。
- 尤晶晶李成刚吴洪涛
- 关键词：并联机构可操作度四面体
- 六维加速度传感器动力学方程的矩阵解法被引量：1
- 2016年
- 并联式六维加速度传感器动力学方程的强耦合、非线性,给加速度六分量实时、稳定、精确的解耦带来困难。通过引入辅助角速度,系统的欧拉动力学方程由二阶非线性微分方程组化简为一阶线性非定常微分方程组。通过两次利用矩阵解法来分别获得载体辅助角速度和姿态四元数的数值解,从而求解出载体的角运动参量。将角运动参量代入系统牛顿动力学方程中可获取载体的线运动参量,继而实现了加速度六分量的完全解耦。动力学仿真试验表明,在5s内,利用矩阵解法获得的线加速度及角加速度误差分别在0.2%和0.1%以内,充分说明了所推导矩阵解法的正确性及有效性。
- 谢志红李成刚林家庆崔文陈晶
- 关键词：六维加速度传感器动力学方程矩阵解法
- 六维加速度传感器的性能建模及结构优化被引量：5
- 2013年
- 针对目前六维加速度传感器的性能指标尚无规范的评价标准和理论计算模型的现状,从基频、灵敏度、误差区间宽度3个方面建立并求解系统的单性能数学模型;对传统理想点法进行改进,给出多性能目标关于矛盾参量的评价函数。研究表明:在六维加速度传感器样机设计阶段,通过以结构矩阵为乘子的矩阵迭代运算,可以得到系统的一阶固有模态;通过构建弹性体内的协调方程,可以解决灵敏度模型中涉及到的超静定反向动力学问题;通过给出经过证明的关于误差区间宽度的3个定理,可以揭示并量化传感器的误差传递关系;以提出的一种综合性能函数为指标,可以有效解决多目标优化过程中普遍存在的3大问题,并据此绘制六维加速度传感器的综合性能图谱。
- 尤晶晶李成刚吴洪涛
- 关键词：加速度传感器模态灵敏度区间分析
- 基于LabVIEW的六维加速度传感器测量系统设计被引量：1
- 2011年
- 设计了基于LabVIEW虚拟仪器技术平台的六维加速度传感器软件测量系统。该系统能够根据具体测量要求对压电陶瓷输出的实时电荷量实现自动采集,并对其进行滤波处理及信号频域特性分析,通过嵌入MathSciipt Node对传感器检测到的六维加速度进行解耦运算。通过LabVIEW软件中自带的3D图形模块实时显示传感器外壳的位置和姿态,以实现虚拟现实功能。
- 王宁尤晶晶李成刚祁海群郭丽莎
- 关键词：六维加速度传感器数据采集
- 工业机器人关节柔性特征研究
- 2013年
- 设计了六自由度工业机器人,对其关节柔性进行研究;根据其结构特点和负载情况,基于DH坐标理论建立了其刚性运动学模型和柔性运动学模型,分析研究了对关节柔性的影响因素,这里主要是受负载和机器人部件本身的重力影响,得到各关节的柔性变化量与负载和部件本身重力之间的数学关系,并得到各关节柔性变化量与上述因素对应的曲线图,对其进行研究和分析;最终得到机器人关节在整个工作空间中不同位置对应不同负载时所产生的柔性变形量。
- 侯士杰李成刚陈鹏
- 压电式六维加速度传感器输入输出特性研究被引量：3
- 2014年
- 针对目前六维加速度传感器普遍存在解耦过程复杂、计算效率低的现状,在ADAMS软件中对已有的一种压电式六维加速度传感器进行建模研究,分析不同驱动条件下传感器的输出特性,探究在该压电式传感器解耦过程中忽略动平台相对于静平台的运动对传感器解耦计算效率及精度的影响,并绘制出理论输出误差与加速度输入量中线幅值、线频率、角幅值和角频率间的关系曲线。研究表明:解耦计算时忽略该传感器动平台相对于静平台的运动会引入一定的误差且该误差取决于加速度输入量,当输入量满足一定条件时,通过简化解耦算法得到的加速度与简化前的解耦算法所得的加速度相比,所引入的额外误差不超过0.2%,而计算速度可提高2倍。
- 陈鹏李成刚尤晶晶侯士杰
- 关键词：六维加速度传感器解耦
- 通用工业机器人模型及其简易控制系统设计
- 2012年
- 为研究工业机器人的运动及控制,设计了一个机器人模型,包含机械结构设计及控制系统设计2部分。采用步进电机直接驱动各关节,省掉减速及传动机构,使得结构简单,加工经济;采用Mathematica软件进行逆解运算,直线、圆弧运动轨迹仿真;开发了运动控制器,可与任何一台带USB接口的电脑组成简易控制系统,使用方便。编写相应的软件,控制机器人模型运行,运行结果说明此系统可用来研究通用工业机器人的运动学控制等内容。
- 孙亭李成刚吴洪涛
- 关键词：工业机器人运动学逆解MATHEMATICA控制卡
- 工业机器人参数辨识奇异性问题研究被引量：2
- 2014年
- 在工业机器人两步辨识过程中都存在结构参数辨识矩阵奇异的问题。在转动参数辨识过程中通过编码器获得与辨识矩阵奇异列相对应的结构参数,利用部分矩阵处理法避免了转动参数辨识过程中的奇异问题;在其余参数辨识过程中,通过提前测得机器人某一特征参数,解决了由于辨识矩阵本身特点引起的参数不可辨识问题。在解决结构参数辨识奇异性问题基础之上,可以准确得到工业机器人结构参数的线性解。转动结构参数辨识过程中引入牛顿迭代法,辨识结果精度提高,其余参数辨识过程中通过分离与结构参数无关项,得到关于结构参数的线性方程,从而得到其线性解。
- 李成刚侯士杰喻敏崔文
- 关键词：工业机器人参数辨识
