基于IMU的机器人姿态自适应EKF测量算法研究 被引量：31

1

作者 班朝 任国营 +1 位作者 王斌锐 陈相君 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期33-39,共7页

为了实现机器人运动学参数标定,提出一种用惯性测量单元(IMU)实时获取其末端姿态信息的方法。然而,IMU在进行机器人动态姿态测量时,存在加速度计信号中有害加速度(除重力加速度之外的其他加速度)叠加,噪声统计特性参数不易获取,陀螺仪... 为了实现机器人运动学参数标定,提出一种用惯性测量单元(IMU)实时获取其末端姿态信息的方法。然而,IMU在进行机器人动态姿态测量时,存在加速度计信号中有害加速度(除重力加速度之外的其他加速度)叠加,噪声统计特性参数不易获取,陀螺仪信号随时间发生漂移等影响测量精度的问题。针对这些问题,设计了一种自适应拓展卡尔曼滤波(EKF)姿态测量改进算法。基于EKF模型,首先构建第一级量测噪声方差阵,设定权重因子,降低有害加速度对测量结果的影响;其次在Sage-Husa自适应滤波算法中引入了渐消记忆因子的思想,实时跟踪采样数据的量测噪声,构建第二级量测噪声方差阵;最后采用姿态更新的四元数算法进行数据融合,修正陀螺仪信号漂移产生的误差。实验结果表明,相比Sage-Husa自适应滤波算法,该算法峰高时俯仰角和横滚角的平均绝对误差分别降低了50%和36.43%,峰谷时俯仰角和横滚角的平均绝对误差分别降低了14.28%和19.44%,能有效提高姿态测量精度。 展开更多

关键词 机器人 惯性测量单元 姿态测量 数据融合 指数渐消记忆 拓展卡尔曼滤波

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A~*算法的改进及其在AGV路径规划中的应用 被引量：26

2

作者 卫珊 王凌 +4 位作者 王斌锐 任海军 杨永帅 刘绪乐 丁沣城 《自动化仪表》 CAS 2017年第11期51-54,共4页

A~*算法是一种启发式搜索算法,被广泛应用于路径规划中。其中,启发函数的设计尤其重要。针对物流工厂中自主移动机器人AGV运行路径的特点,提出一种A~*算法中启发函数的设计方法,以提高路径搜索效率。首先,进行环境地图建模,使用拓扑建模... A~*算法是一种启发式搜索算法,被广泛应用于路径规划中。其中,启发函数的设计尤其重要。针对物流工厂中自主移动机器人AGV运行路径的特点,提出一种A~*算法中启发函数的设计方法,以提高路径搜索效率。首先,进行环境地图建模,使用拓扑建模法,将AGV运行地图转化为图论中的有向图,并以邻接表的形式存储有向图中节点信息和边信息;然后,研究不同启发函数的选择对A~*算法执行效率的影响;最后,对A~*算法进行改进,结合实际工厂中AGV路径特点,研究加权曼哈顿距离中权值的选择对算法执行效率的影响,并选取经验值进行试验。试验结果表明,与采用曼哈顿距离作为启发函数的A~*算法相比,采用改进的A~*算法平均路径规划效率提高了11.6%。改进A~*算法在AGV路径规划中可以有效提高路径搜索的效率,作为一种适用于工厂环境的AGV的路径规划算法,对A~*算法启发函数的设计有一定的参考价值。 展开更多

关键词 AGV 路径规划 最短路径算法 A*算法 启发函数 曼哈顿距离

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基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划 被引量：24

3

作者 李振娜 王涛 +2 位作者 王斌锐 郭振武 陈迪剑 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期655-661,共7页

针对机械手在笛卡尔空间中轨迹规划问题,设计基于S型速度曲线的空间直线和空间圆弧插补算法。增加路径长度约束,将S型速度规划分为七段式、六段式、五段式和四段式4种类型;建立基于四元数的直线与圆弧运动的位姿模型,并采用弧长增量法... 针对机械手在笛卡尔空间中轨迹规划问题,设计基于S型速度曲线的空间直线和空间圆弧插补算法。增加路径长度约束,将S型速度规划分为七段式、六段式、五段式和四段式4种类型;建立基于四元数的直线与圆弧运动的位姿模型,并采用弧长增量法插补技术实现轨迹规划。在六自由度机械手实时控制平台上进行了实验验证。结果表明:该算法可实现在路径长度约束下速度和加速度的自动调整;该算法可保证机械手末端加速度连续,有效减少冲击。 展开更多

关键词 机械手 笛卡尔空间 S型速度曲线 路径长度约束 轨迹规划 插补算法 四元数 弧长增量法

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基于圆弧转接和跨段前瞻的拾放操作轨迹规划 被引量：9

4

作者 王涛 陈立 +2 位作者 郭振武 王斌锐 李振娜 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期2648-2654,共7页

针对工业机器人拾放操作中末端速度不连续及突变的问题,设计了一种利用圆弧转接的轨迹规划算法。以给定路径点和圆弧半径为基准,建立了拐角处圆弧转接数学模型,并推导出分割后的路径段计算公式。路径段采用非对称S型加减速模型,在路径... 针对工业机器人拾放操作中末端速度不连续及突变的问题,设计了一种利用圆弧转接的轨迹规划算法。以给定路径点和圆弧半径为基准,建立了拐角处圆弧转接数学模型,并推导出分割后的路径段计算公式。路径段采用非对称S型加减速模型,在路径长度及始末速度约束下的,计算得到最优的转接速度。根据在路径段内能否达到最大速度和最大加速度,分4种情况进行跨段前瞻速度规划,并采用弧长增量法插补技术实现轨迹规划。在六自由度机器人实时控制平台上进行了三角式和门式拾放操作实验。结果表明,该算法可实现拾放路径拐角处速度的平滑过渡,减少加速度突变,提高机器人作业效率。 展开更多

关键词 工业机器人 圆弧转接 拾放操作 非对称S曲线 轨迹规划 平滑过渡

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基于图像处理的风电叶片裂纹检测系统设计 被引量：8

5

作者 胡世创 魏莹玉 +2 位作者 周唯逸 王斌锐 陈迪剑 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第8期1231-1237,共7页

针对风电叶片,设计了基于图像的裂纹检测系统。采用Harris-SUSAN算法提取叶片图像中的角点,利用SIFT算法确定角点的特征描述子;建立K-D树(K-Dimension Tree),并利用BBF算法(Best Bin First)寻找近邻点和次近邻点,基于欧式距离进行特征... 针对风电叶片,设计了基于图像的裂纹检测系统。采用Harris-SUSAN算法提取叶片图像中的角点,利用SIFT算法确定角点的特征描述子;建立K-D树(K-Dimension Tree),并利用BBF算法(Best Bin First)寻找近邻点和次近邻点,基于欧式距离进行特征粗匹配。然后,采用随机抽样一致算法(RANSAC)进行特征精匹配,剔除错误点对,提高图像拼接质量;用图像的投影特征对横向、纵向和网状裂纹进行分类并计算裂纹参数;通过爬壁机器人搭载工业相机进行系统测试。实验表明,系统可实现裂纹图像拼接和裂纹参数计算。 展开更多

关键词 Harris-SUSAN算法 角点检测 图像拼接 裂纹检测 爬壁机器人

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基于Hopf振荡器的四足机器人步态CPG调节 被引量：7

6

作者 徐海东 干苏 +2 位作者 任杰 王斌锐 金英连 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3092-3099,共8页

中枢模式发生器(CPG)对于哺乳动物的节律运动有着重要作用。依据猎狗的步态特征和肢体运动关系,针对四足机器人的结构特点,以Hopf振荡器模型为核心,使用旋转矩阵连接四个振荡器,建立全对称的CPG网络模型。CPG网络输出信号通过映射函数... 中枢模式发生器(CPG)对于哺乳动物的节律运动有着重要作用。依据猎狗的步态特征和肢体运动关系,针对四足机器人的结构特点,以Hopf振荡器模型为核心,使用旋转矩阵连接四个振荡器,建立全对称的CPG网络模型。CPG网络输出信号通过映射函数变换作为机器人虚拟样机关节转角的控制信号。通过调节CPG网络中占空比等参数,改变旋转矩阵的值,可以实现在walk与trot两种典型步态间的快速平滑转换。通过MATLAB与ADAMS联合仿真实验,验证了调节CPG模型参数实现四足机器人的步态转换的有效性。 展开更多

关键词 四足机器人 Hopf振荡器模型 节律信号 旋转矩阵 步态转换

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基于新型编码解码网络的复杂输电线识别 被引量：1

7

作者 李运堂 李恒杰 +3 位作者 张坤 王斌锐 关山越 陈源 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1133-1141,共9页

构建新型编码解码网络实现图像中多根交叉复杂输电线的高精度快速识别.为了减少网络参数,编码器取常规MobileNetV3的前16层,并且采用坐标注意力机制代替常规MobileNetV3的挤压和激励注意力机制,获取特征图的通道信息和位置信息;解码器... 构建新型编码解码网络实现图像中多根交叉复杂输电线的高精度快速识别.为了减少网络参数,编码器取常规MobileNetV3的前16层,并且采用坐标注意力机制代替常规MobileNetV3的挤压和激励注意力机制,获取特征图的通道信息和位置信息;解码器通过金字塔池化模块获取输电线多尺度特征信息,提高识别精度;采用跳跃链接将编码器第2、4、7、11和13层特征图经锐化核卷积处理后分别与解码器的特征图堆叠,加强复杂输电线边缘特征提取;引入混合损失函数解决图像中输电线像素少、背景像素多的类别不平衡问题;利用迁移学习加快网络训练速度.实验结果表明,新型编码解码网络的平均像素精度(MPA)、平均交并比(MIOU)和识别速度分别为92.18%、84.27%和32帧/s,优于PSPNet、U2Net和其他输电线识别网络的. 展开更多

关键词 复杂输电线 编码解码网络 MobileNetV3 注意力机制 损失函数

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基于惯性传感器的步态特征估算方法

8

作者 贺晨阳 张斌 +4 位作者 周坤 刘丹 王斌锐 王铎 刘涛 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期200-208,共9页

近年来,惯性测量单元因其便捷性被广泛应用于步态分析的研究中。针对当前步态估算算法过程中精度低以及适用性不高的问题,提出一种基于惯性传感器的步态特征估算方法。将2个IMU固定在受试者的踝关节上方,对采集到的数据进行坐标变换转... 近年来,惯性测量单元因其便捷性被广泛应用于步态分析的研究中。针对当前步态估算算法过程中精度低以及适用性不高的问题,提出一种基于惯性传感器的步态特征估算方法。将2个IMU固定在受试者的踝关节上方,对采集到的数据进行坐标变换转移至全局坐标系下并进行步态事件的识别;对线性加速度进行二重积分来获得空间位姿信息,并根据步态周期特征引入一种零速判别方式以及误差补偿方式来减小积分漂移,从中提取出相应的步态特征;以光学动作捕捉系统采集的数据作为黄金标准,将所提方法与其进行对比,其中健康步态与模拟异常步态的跨步长平均测量精度(±标准差)分别为-0.035±0.023 m和-0.040±0.024 m,所估算结果与步态标准之间的皮尔森相关系数均大于0.9,模拟异常步态验证了所提方法在不同人群中的适应性。研究结果表明:所提方法能够较好的实现踝关节相关步态特征的估算,且测量精度在正常步态与模拟异常步态之间没有明显的差异性,提供了一种便于使用的光学运动捕捉替代方法。 展开更多

关键词 步态分析 惯性测量单元 步态事件 人体工学

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基于KP模型的气动肌肉迟滞建模方法 被引量：4

9

作者 谢胜龙 李铁风 +1 位作者 王斌锐 陈迪剑 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1183-1189,共7页

为了辨识气动肌肉运动过程中的迟滞非线性特性,在气动肌肉位移/气压迟滞特性实验的基础上,分别采用KP模型和多项式模型对其位移/气压迟滞展开了建模研究,并采用递推最小二乘法分别对两种模型中的未知参数进行了辨识,研究不同算子个数和... 为了辨识气动肌肉运动过程中的迟滞非线性特性,在气动肌肉位移/气压迟滞特性实验的基础上,分别采用KP模型和多项式模型对其位移/气压迟滞展开了建模研究,并采用递推最小二乘法分别对两种模型中的未知参数进行了辨识,研究不同算子个数和多项式次数对模型建模精度的影响。参数辨识结果发现,KP模型拟合精度明显优于多项式模型,随着算子个数的增加,KP模型的精度显著提高,多项式模型的建模精度也随着多项式次数的增加而提高。 展开更多

关键词 气动肌肉 迟滞建模 Krasnosel’skii-Pokrovskii(KP)模型 多项式模型 参数辨识

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气泡扰动作用下相变储热器内木糖醇的熔化凝固特性

10

作者 王彬睿 陈徐烨钶 +1 位作者 邵雪峰 袁艳平 《制冷与空调（四川）》 2024年第4期451-458,471,共9页

木糖醇相变材料因其特有的强过冷特性而有望用于长周期储热,为了研究气泡扰动对储热系统内部熔化凝固特性的影响,设计搭建了一个相变储热器,填充4kg木糖醇,用143℃导热油从室温开始加热熔化,进行了通气和不通气两个工况;完全融化后以3... 木糖醇相变材料因其特有的强过冷特性而有望用于长周期储热,为了研究气泡扰动对储热系统内部熔化凝固特性的影响,设计搭建了一个相变储热器,填充4kg木糖醇,用143℃导热油从室温开始加热熔化,进行了通气和不通气两个工况;完全融化后以3℃导热油开始冷却凝固过程,进行了通气、不通气和自然冷却三个工况。在加热融化过程中,通气工况下加热管道上侧近端和远端的平均温度上升明显,分别增加了7.1℃和9.4℃,且加热管道左右两侧和下侧的平均温度高于上侧约5℃。在冷却凝固过程中,储热器中间截面的平均温度高于两侧截面5℃左右,且远离中心管道空间位置的温度更高,并且气泡扰动能使得热量利用提前,耗时缩短3/4,同时将木糖醇材料的结晶温度提升了大约20℃。上述研究为相变储热器的结构优化设计提供了实验基础和参考依据。 展开更多

关键词 相变储热 气泡扰动 熔化 凝固 木糖醇

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钩吻生物碱对肺癌的抑制作用及其机制

11

作者 金明静 李艳萍 +3 位作者 周欢思 王彬睿 吴卓玲 卢春花 《陆军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第23期2629-2641,共13页

目的 探讨钩吻素子(koumine,KOU)及钩吻总生物碱(total alkaloids of Gelsemium elegans Benth,TAG)抗肺癌的作用及其机制。方法 采用活细胞动态分析系统、集落形成实验研究低、中、高浓度(100、150、200μg/mL)KOU对人肺腺癌细胞A549、... 目的 探讨钩吻素子(koumine,KOU)及钩吻总生物碱(total alkaloids of Gelsemium elegans Benth,TAG)抗肺癌的作用及其机制。方法 采用活细胞动态分析系统、集落形成实验研究低、中、高浓度(100、150、200μg/mL)KOU对人肺腺癌细胞A549、SPCA1的增殖作用。构建肺癌细胞小鼠移植瘤模型,分为模型组(Model组)、环磷酰胺组(CTX组,剂量为20 mg/kg)、KOU组(剂量为2 mg/kg)和TAG组(剂量为0.5 mg/kg),CTX组和KOU、TAG组按0.1 mL/10 g隔天腹腔注射,给药10 d检测KOU和TAG对肺癌实体瘤生长的作用,采用HE、免疫组化(immunohistochemistry,IHC)及TUNEL染色观察肿瘤组织,并计算肿瘤体积和肿瘤抑制率。对TAG作用48 h的A549细胞进行RNA测序分析,筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并进行KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)和GO(Gene Ontology,GO)功能富集分析。采用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction,real-time-qPCR)进一步分析验证相关基因的表达。结果 活细胞动态分析系统拟合出A549、SPCA1细胞融合度下降,细胞数目减少,生长状态变差。集落形成实验结果证实KOU使细胞克隆数目形成减少,在高浓度200μg/mL时最为显著(P<0.01)。动物实验表明KOU组、TAG组的肿瘤抑制率依次可达24.55%、36.08%,与Model组相比,TAG组肿瘤体积显著下降(P<0.05)。RNA测序分析筛选出DEGs总数为2 793个,其中上调基因1 433个,下调基因1 360个。富集分析发现DEGs主要富集于IL-17信号通路、肿瘤坏死因子信号通路及p53信号通路等。RT-qPCR验证结果与RNA测序分析结果一致,GADD34、ZFP36、GADD45A、GADD45B、TP53INP2基因在TAG组显著表达增加(P<0.01)。结论 在体内、外水平钩吻生物碱均抑制肺癌增殖,转录组学发现其抑制肺癌作用的多个DEGs和通路。 展开更多

关键词 钩吻 生物碱 肺癌 转录组学 细胞增殖

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机器人关节摩擦建模与自适应RBF神经网络补偿计算力矩控制 被引量：4

12

作者 沈晓斌 王斌锐 +1 位作者 余芮 崔小红 《中国计量大学学报》 2020年第1期71-78,共8页

目的:补偿机器人关节摩擦力矩,提高关节轨迹跟踪效果。方法:以直流伺服电机和谐波减速器组成机器人关节为对象,基于Stribeck模型建立摩擦模型;采用最小二乘法和Matlab编程辨识模型参数;利用自适应RBF神经网络算法对系统模型参数误差引... 目的:补偿机器人关节摩擦力矩,提高关节轨迹跟踪效果。方法:以直流伺服电机和谐波减速器组成机器人关节为对象,基于Stribeck模型建立摩擦模型;采用最小二乘法和Matlab编程辨识模型参数;利用自适应RBF神经网络算法对系统模型参数误差引起的未建模动态进行在线观测;将观测结果补偿到计算力矩控制器中,建立含摩擦模型的自适应RBF神经网络补偿计算力矩控制器,推导出控制参数的约束条件。结果:基于自主设计的机器人关节进行对比实验。实验表明,含摩擦模型的自适应RBF神经网络补偿计算力矩控制追踪误差是无摩擦模型的自适应RBF神经网络补偿计算力矩控制追踪误差的55.12%,是传统计算力矩控制追踪误差的31.28%。结论:本文的控制方法提高了机器人关节轨迹跟踪精度。 展开更多

关键词 机器人 Stribeck模型 计算力矩控制 RBF神经网络 自适应控制 轨迹跟踪

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工业机器人谐波减速器的传动误差超限故障诊断 被引量：3

13

作者 柳杨 王凌 +3 位作者 高雁凤 高建秋 王斌锐 曾涛 《机床与液压》 北大核心 2021年第17期185-190,共6页

为解决工业机器人谐波减速器使用过程中传动误差超限故障诊断问题,建立伺服电机和谐波减速器的机电仿真模型,分析减速器间隙增大对驱动电机电流产生的影响。构建工业机器人谐波减速器机电系统实验平台,采集不同传动误差谐波减速器对应... 为解决工业机器人谐波减速器使用过程中传动误差超限故障诊断问题,建立伺服电机和谐波减速器的机电仿真模型,分析减速器间隙增大对驱动电机电流产生的影响。构建工业机器人谐波减速器机电系统实验平台,采集不同传动误差谐波减速器对应的驱动电机电流信号。利用电机电流信号,提出结合梅尔倒频谱和支持向量机,以及结合梅尔倒频谱和概率神经网络的2种故障诊断方法。基于多种指标综合分析比较上述2种故障诊断方法,结果表明:结合梅尔倒频谱和支持向量机的谐波减速器传动误差超限故障诊断方法综合性能优于结合梅尔倒频谱和概率神经网络的方法。 展开更多

关键词 谐波减速器 间隙 传动误差超限 故障诊断

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气动肌肉肘关节MPI迟滞模型与补偿控制 被引量：3

14

作者 王斌锐 芦韩 +1 位作者 靳明涛 谢胜龙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期412-418,共7页

针对气动肌肉驱动的四连杆肘关节输入气压与输出角度间的迟滞进行分析。建立肘关节迟滞的 Prandtl Ishlinskii(PI)模型,采用Levenberg-Marquardt方法辨识模型参数;选择改进Play算子合适的包络函数,设计一种可描述非对称迟滞现象的改进PI... 针对气动肌肉驱动的四连杆肘关节输入气压与输出角度间的迟滞进行分析。建立肘关节迟滞的 Prandtl Ishlinskii(PI)模型,采用Levenberg-Marquardt方法辨识模型参数;选择改进Play算子合适的包络函数,设计一种可描述非对称迟滞现象的改进PI(Modified PI, MPI)模型,相较于传统PI模型(Classical-PI, CPI),MPI模型对非对称迟滞曲线拟合度更高。基于MPI模型,设计前馈积分逆补偿器,并与PID组成积分逆补偿控制器(MPI-I-I-PID);完成了MPI-I-I-PID、PID与基于CPI模型的积分逆补偿PID控制器(CPI-I-I-PID)的位置控制仿真。仿真结果表明,MPI-I-I-PID可以减小跟踪误差,提高跟踪精度。在不同负载下进行了控制实验,实验结果表明,随着负载增加,补偿效果减弱,为此在补偿器中加入分段PID,MPI-I-I-pPID可减小抖动幅度,降低肘关节跟踪误差,提高位置控制精度和稳定性,验证了迟滞补偿器的有效性。 展开更多

关键词 气动肌肉 CPI模型 MPI模型 迟滞补偿控制

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McKibben型气动肌肉模型改进与性能测试 被引量：2

15

作者 郭振武 黄继清 +2 位作者 王飞洋 王斌锐 陈迪剑 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期2313-2318,2328,共7页

提出一种改进的编织网气动肌肉静态模型,据此制备编织网气动肌肉。首先通过信赖域算法优化模型与实验的最小二乘误差,求解模型中的经验系数;然后分析初始编织角和橡胶管壁厚两个主要结构参数对编织网气动肌肉性能的影响;最后根据分析结... 提出一种改进的编织网气动肌肉静态模型,据此制备编织网气动肌肉。首先通过信赖域算法优化模型与实验的最小二乘误差,求解模型中的经验系数;然后分析初始编织角和橡胶管壁厚两个主要结构参数对编织网气动肌肉性能的影响;最后根据分析结果,优化了结构参数,设计了端部结构,自制编织网气动肌肉。改进的静态模型仿真结果与实验结果一致,证明改进的静态模型提高了精度。对照实验表明,自制的编织网气动肌肉总体性能明显提高,进一步证明了改进静态模型对提高自制编织网气动肌肉工作性能的有效性。 展开更多

关键词 编织网气动肌肉 结构参数 模型 测试

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双目结构光系统仿真建模和误差灵敏度分析 被引量：1

16

作者 翟杭军 王凌 +2 位作者 王斌锐 高雁凤 陈锡爱 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期346-353,共8页

结构光系统目前在三维测量、逆向工程等领域应用日益广泛,然而关于结构光系统性能评测方法的研究成果仍然很少,仅有少数国际标准给出了3D扫描系统的性能评测方法。本文首先建立了双目结构光系统的仿真模型,其中包括了相机镜头畸变模型... 结构光系统目前在三维测量、逆向工程等领域应用日益广泛,然而关于结构光系统性能评测方法的研究成果仍然很少,仅有少数国际标准给出了3D扫描系统的性能评测方法。本文首先建立了双目结构光系统的仿真模型,其中包括了相机镜头畸变模型和针孔成像模型,实现投影仪投射数字正弦条纹的仿真和被扫描的靶球特征量仿真计算,采用的三维重建方法为光学三角法。然后基于仿真模型,对其基线距离相关的误差灵敏度进行了仿真,发现靶球中心位置和靶球球心距对基线距离误差具有较高的灵敏度,可以作为测试方法的输出。最后,如果只考虑基线距离误差,标准测试方法中的校准球棒的位置应在测量范围内的相对距离尽可能大,为标准性能评测方法提供了改进建议。 展开更多

关键词 双目结构光 仿真系统 误差灵敏度 性能评测

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锂离子电池模型参数辨识与荷电状态估算 被引量：6

17

作者 廖根兴 赵盈盈 +1 位作者 高雁凤 王斌锐 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第9期1136-1139,共4页

锂离子动力电池是巡检机器人常用动力源,机器人控制系统需根据电池的荷电状态(SOC)决策工作状态。建立了锂离子电池的二阶Thevenin等效电路模型,用遗忘因子递推最小二乘算法(FFRLS)完成模型在线参数辨识,并用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)实... 锂离子动力电池是巡检机器人常用动力源,机器人控制系统需根据电池的荷电状态(SOC)决策工作状态。建立了锂离子电池的二阶Thevenin等效电路模型,用遗忘因子递推最小二乘算法(FFRLS)完成模型在线参数辨识,并用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)实现SOC值的估算仿真。在此基础上,设计开发了一套基于STM32微控制器的SOC估算系统,实现了机器人应用中的电池参数采集及SOC估算。 展开更多

关键词 机器人 电池荷电状态 在线参数辨识 扩展卡尔曼滤波算法

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基于改进量子粒子群优化算法的机器人逆运动学求解 被引量：2

18

作者 陈卓凡 周坤 +1 位作者 秦菲菲 王斌锐 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期293-304,共12页

针对工业机器人在逆运动学求解过程中存在的位姿奇异、解不唯一、求解精度低等问题,提出了一种改进量子粒子群算法。首先,利用D-H参数法建立机器人运动学模型,以机械臂末端最小位姿误差为主要优化目标,加入运动前后关节角变化最小、行... 针对工业机器人在逆运动学求解过程中存在的位姿奇异、解不唯一、求解精度低等问题,提出了一种改进量子粒子群算法。首先,利用D-H参数法建立机器人运动学模型,以机械臂末端最小位姿误差为主要优化目标,加入运动前后关节角变化最小、行程平稳连续的约束条件,设计了目标函数;其次,通过采用Levy飞行策略改进粒子更新方式、非线性地动态调整收缩膨胀因子、采用变权重方法计算最优平均位置等方法设计了一种改进量子粒子群优化(IQPSO)算法;然后,模拟单点位姿和连续轨迹两种不同的求解情况进行三种算法(IQPSO、APSO、QPSO)的仿真对比实验,结果表明IQPSO算法具有收敛速度快、求解精度高等优点;最后,将IQPSO算法用于机械臂本体进行实物验证,实验结果表明IQPSO算法求解出的插值点所组成的轨迹连续且平滑,进一步证明了该算法应用于实际运动控制中的稳定性和可行性。 展开更多

关键词 工业机器人 逆运动学求解 目标函数 改进量子粒子群优化算法

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电机测试中动态加载及综合测试系统研究 被引量：5

19

作者 竺春祥 姚碧辉 +2 位作者 邓立唯 郎向荣 王斌锐 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期202-210,共9页

针对传统电机测试系统中,无法直接实现对电机瞬态参数的测试以及电机加载时动态任意负载加载的要求或者实现成本较高的问题,以STM32+FPGA为核心构成电机测试系统的主控单元,结合ARM处理器的优越控制性能和FPGA的高速数据处理优势,并采用... 针对传统电机测试系统中,无法直接实现对电机瞬态参数的测试以及电机加载时动态任意负载加载的要求或者实现成本较高的问题,以STM32+FPGA为核心构成电机测试系统的主控单元,结合ARM处理器的优越控制性能和FPGA的高速数据处理优势,并采用FSMC总线通信和数据乒乓处理算法对双核心进行控制和数据流不间断传输。最后,设计了一种嵌入式电机测试系统中的控制系统核心,可嵌入现有传统测功机系统中提升测功机瞬态参数测试和动态电机负载加载性能。实验结果表明,该系统能基本满足电机瞬态测试和动态加载的要求,可以实现测量被测电机转速转矩最快1 ms的数据刷新率,以及100M采样频率内的任意波形加载,加载误差在0.8%以内,较好的满足了电机瞬态测试和动态加载需求。 展开更多

关键词 电机瞬态测试 动态加载 STM32+FPGA FSMC 乒乓算法

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基于残余动量时频特征和SVM的机械臂故障分类 被引量：4

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作者 王帅 邵丹璐 +2 位作者 王凌 张云 王斌锐 《中国计量大学学报》 2018年第1期88-94,共7页

针对两连杆三自由度机械臂的电机故障和碰撞故障的分类,将残余动量信号时域中的均值、方差、相关系数与频域中的小波包能量谱组合成高维特征向量;搭建ADAMS机械臂虚拟样机,分析故障引起的残余动量特征值变化情况;虚拟样机与Matlab/Simul... 针对两连杆三自由度机械臂的电机故障和碰撞故障的分类,将残余动量信号时域中的均值、方差、相关系数与频域中的小波包能量谱组合成高维特征向量;搭建ADAMS机械臂虚拟样机,分析故障引起的残余动量特征值变化情况;虚拟样机与Matlab/Simulink进行联合仿真和支持向量机故障分类器训练,测试表明采用时频特征向量得到的故障分类准确率为98%;在工业机械臂上开展了碰撞故障实验,得到的故障分类结果表明,基于残余动量时频特征和支持向量机分类器的故障检测算法能有效检测出碰撞故障. 展开更多

关键词 机械臂 残余动量 故障检测 故障分类 支持向量机

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