模糊PID控制在磁流变半主动悬架中的应用 被引量：8

1

作者 李伟平 柳超 +2 位作者 张利轩 张宝珍 王振兴 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第12期1902-1906,共5页

为了综合体现汽车车身的垂直跳动、俯仰变化以及侧倾问题,建立了七自由度半主动悬架非线性动力学模型和四轮随机路面模型,并加入了制动模块和转向模块。采用改进型Bouc-wen模型来模拟磁流变阻尼器。利用Fuzzy-PID复合控制技术,即利用模... 为了综合体现汽车车身的垂直跳动、俯仰变化以及侧倾问题,建立了七自由度半主动悬架非线性动力学模型和四轮随机路面模型,并加入了制动模块和转向模块。采用改进型Bouc-wen模型来模拟磁流变阻尼器。利用Fuzzy-PID复合控制技术,即利用模糊规则实现了对PID参数的在线修改,使控制器能按操作者最初设定的规则进行自动调整,以便获得更好的控制性能。仿真结果表明:与常规PID控制相比,Fuzzy-PID控制具有更好的控制效果,不仅能够更有效的降低车身加速度、侧倾角加速度与俯仰角加速度,而且能较大的改善悬架动扰度,提高车辆的舒适性和安全性。 展开更多

关键词 半主动悬架 磁流变阻尼器 七自由度 四轮路面 模糊PID PID

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空间七自由度冗余机械臂不平衡振动自动化控制技术

2

作者 叶罡宏 孙鹏涛 于福利 《中国高新科技》 2024年第4期138-142,共5页

与其他机械臂不同,空间七自由度冗余机械臂在工作时容易出现不平衡振动,为了提升机械臂工作的稳定性,提出一种空间七自由度冗余机械臂不平衡振动自动化控制技术。通过关联机械臂关节之间的柔性振动和刚性振动,得到机械臂的振动频率,根... 与其他机械臂不同,空间七自由度冗余机械臂在工作时容易出现不平衡振动,为了提升机械臂工作的稳定性,提出一种空间七自由度冗余机械臂不平衡振动自动化控制技术。通过关联机械臂关节之间的柔性振动和刚性振动,得到机械臂的振动频率,根据空间冗余机械臂的臂杆弹性变形激发,计算出机械臂的加速度,利用机械臂在旋转时的边界条件,提取出空间冗余机械臂弹性变形模量。根据机械臂关节伺服系统的组成,构建空间冗余机械平衡方程。通过提取机械臂的振动信号特征,得到机械臂振动信号的核心振频和随机频率,在振动信号的约束条件下,计算空间冗余机械臂不平衡振动的控制量,通过决策指令,设计了滑模控制器,实现机械臂不平衡振动的自动化控制。实验结果表明,文中技术可以缩小机械臂的振动幅度,并将振动位移控制在1mm以内。 展开更多

关键词 七自由度 自动化控制 不平衡振动 弹性变形模量 冗余机械臂 滑模控制器

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木板抓取冗余机械臂逆运动学求解 被引量：6

3

作者 徐呈艺 刘英 +2 位作者 贾民平 肖轶 曹健 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期3368-3374,共7页

针对木板抓取冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,基于七自由度机械臂的几何构型与向量特性,引入机械臂自运动结合位姿分离法求解逆运动学。首先由机械臂关节末端位置向量解得关节变量4和臂型参考平面时的前三个关节变量,再引入臂型角对... 针对木板抓取冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,基于七自由度机械臂的几何构型与向量特性,引入机械臂自运动结合位姿分离法求解逆运动学。首先由机械臂关节末端位置向量解得关节变量4和臂型参考平面时的前三个关节变量,再引入臂型角对关节0-3的姿态矩阵进行Rodrigues变换求解前3个关节变量;然后通过机械臂关节末端姿态矩阵求解后3个关节变量,并对该机械臂奇异点进行分析;最后以加权构型空间距离函数最小值对应的机械臂关节角作为选定的逆解。通过实验表明该方法成功率更高、耗时更短、结果精度更高,木板抓取试验成功率高。该方法在冗余机械臂视觉伺服等实时控制中有较好的应用意义。 展开更多

关键词 木板抓取 冗余机械臂 七自由度 逆运动学 位姿分离 逆解优选

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水泥混凝土凹坑路面破损对大客车乘员平顺性影响分析

4

作者 曹源文 李林峰 +1 位作者 王杰 张璞 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第2期185-190,共6页

不平整水泥混凝土路面严重影响了行车的平顺性,为揭示大客车与不平整路面相互作用关系,本文以重型大客车为研究对象,基于拉格朗日方程和达朗贝尔原理建立7自由度整车平顺性模型。通过滤波白噪声法建立4轮路面激励模型,借助ADAMS仿真软... 不平整水泥混凝土路面严重影响了行车的平顺性,为揭示大客车与不平整路面相互作用关系,本文以重型大客车为研究对象,基于拉格朗日方程和达朗贝尔原理建立7自由度整车平顺性模型。通过滤波白噪声法建立4轮路面激励模型,借助ADAMS仿真软件建立整车动力学模型以及路面和凹坑模型,并结合大客车与不平整路面平顺性评价标准,以Z轴最大加速度绝对值进行对比分析。研究表明:凹坑路面对车辆平顺性影响显著。后排座椅位置受到的振动要远高于其他座椅位置处受到的振动。在同一位置的不同两侧,左侧的Z轴最大加速度绝对值明显高于右侧,特别在后排位置其Z轴最大加速度绝对值大约是右侧的1.5倍。当凹坑深度较小时,并不随着车速的增加与位置的不同而对乘坐的舒适性有较大影响;而当凹坑深度较大时,随着车速的增加,虽然4个位置的Z轴最大加速度绝对值变化较大,但均小于31.44 m/s^(2),不会对大客车上的乘员造成影响,平顺性良好。 展开更多

关键词 大客车 7自由度 平顺性 凹坑水泥路面 仿真分析

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7自由度类肌腱驱动仿生机械臂的设计研究

5

作者 梁柱 陈思涛 《模具制造》 2024年第5期40-42,46,共4页

在科技不断发展的过程中,服务型机器人成为当下一大研究热点,针对老年群体及康复人群的多功能辅助机械臂呈现出广阔的发展眼前,备受社会关注。基于人体解剖学关节特点及7自由度手臂原理,应用被动运动的绳索张紧机构法,对类肌腱驱动机构... 在科技不断发展的过程中,服务型机器人成为当下一大研究热点,针对老年群体及康复人群的多功能辅助机械臂呈现出广阔的发展眼前,备受社会关注。基于人体解剖学关节特点及7自由度手臂原理,应用被动运动的绳索张紧机构法,对类肌腱驱动机构进行开发设计,构建出仿人体上肢的机械臂张力放大机构,利用串并联混合腕部机构来模仿人体手腕,完成了肩关节模块化设计,打造出一种拥有恒定驱动力且末端精准灵活的类肌腱驱动仿生机械臂,实现仿生机械臂人际交互的安全及柔顺性,以期提高仿生机械臂肘关节的柔性张力,做到灵巧运用腕关节,弥补了传统绳索驱动机构下机械臂运动张力不足的弊端。 展开更多

关键词 7自由度 类肌腱驱动 仿生机械臂 设计

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自适应模糊控制在磁流变半主动悬架中的应用 被引量：4

6

作者 李伟平 柳超 +2 位作者 张利轩 张宝珍 窦现东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第11期1708-1713,共6页

设计了一种应用于磁流变半主动悬架的自适应模糊控制器,该控制器利用神经网络训练模糊控制规则与隶属度函数,实现了神经网络与模糊控制的优势互补。为了综合反映汽车的侧倾和俯仰性能,建立了七自由度的半主动悬架非线性动力学模型和四... 设计了一种应用于磁流变半主动悬架的自适应模糊控制器,该控制器利用神经网络训练模糊控制规则与隶属度函数,实现了神经网络与模糊控制的优势互补。为了综合反映汽车的侧倾和俯仰性能,建立了七自由度的半主动悬架非线性动力学模型和四轮随机路面模型,采用改进型BoucWen模型模拟磁流变阻尼器。同时为了验证控制器的稳定性,加入制动模块与转向模块,可以更加真实的反映汽车的行驶路况。仿真结果表明:神经模糊控制方法能够减小悬架的动位移、车身的垂直加速度、侧倾角加速度、俯仰角加速度,提高汽车的舒适性和安全性,改善幅度高于利用隔代遗传算法优化的分数阶PID控制器控制的半主动悬架。 展开更多

关键词 半主动悬架 磁流变阻尼器 七自由度 四轮路面 神经模糊 分数阶PID 隔代遗传算法

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基于Simulink的振动压路机七自由度模型的动力学分析 被引量：5

7

作者 黄登 龚涛 龚创先 《湖南工程学院学报（自然科学版）》 2012年第3期34-38,共5页

通过牛顿运动定律对振动压路机建立了七自由度的力学模型和运动微分方程,阐述了运用状态空间法把压路机的微分方程转化为能方便用Matlab/Simulink仿真的模型,运用状态空间法建模简化了编程过程,提高了编程的质量和可靠性.介绍了Matlab/S... 通过牛顿运动定律对振动压路机建立了七自由度的力学模型和运动微分方程,阐述了运用状态空间法把压路机的微分方程转化为能方便用Matlab/Simulink仿真的模型,运用状态空间法建模简化了编程过程,提高了编程的质量和可靠性.介绍了Matlab/Simulink对压路机进行运动仿真的分析方法.通过仿真分析可得:与五自由度的压路机模型相比,七自由度的力学模型同样简单可行,而且还能对驾驶室和驾驶座进行动力学分析,分析的问题更加全面,为振动压路机设计和减振性能的研究提供理论指导. 展开更多

关键词 振动压路机 七自由度 状态空间法 SIMULINK 计算机仿真

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汽车建模及其动力学特性分析 被引量：4

8

作者 吴敬东 王典 《沈阳化工大学学报》 CAS 2018年第2期176-181,共6页

研究汽车的振动特性,简化出具有独立悬架的七自由度非线性动力学模型,推导其振动微分方程,并整理成矩阵形式,运用数值仿真方法研究汽车悬架刚度、悬架阻尼系数和轮胎刚度等参数对汽车悬架振动特性的影响.结果表明:系统的共振区间为f=0.8... 研究汽车的振动特性,简化出具有独立悬架的七自由度非线性动力学模型,推导其振动微分方程,并整理成矩阵形式,运用数值仿真方法研究汽车悬架刚度、悬架阻尼系数和轮胎刚度等参数对汽车悬架振动特性的影响.结果表明:系统的共振区间为f=0.8~3.0;在共振区域时,随着悬架刚度、悬架阻尼和轮胎刚度的增加,汽车的稳定性、安全性下降,但当频率足够高时,悬架振动幅值的变化并不明显;随着系统参数的变化,悬架1、3的幅值变化剧烈,悬架2、4的幅值变化不是很明显.因此,在设计悬架时应该选择合理的结构参数. 展开更多

关键词 独立悬架 七自由度 振动 仿真

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坐姿下人体振动特性建模及实验分析 被引量：3

9

作者 刘菲菲 李建平 +2 位作者 陈国强 罗斯特 李增勇 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2012年第4期103-107,113,共6页

为客观评价垂直振动条件下人体生物力学响应,依据多体动力学原理建立了七自由度无靠背坐姿下人体振动模型。根据不同频率下人体振动实验数据,采用最小二乘参数识别法以及加权计算得到人体动力学参数,根据识别出的参数进行人体振动特性分... 为客观评价垂直振动条件下人体生物力学响应,依据多体动力学原理建立了七自由度无靠背坐姿下人体振动模型。根据不同频率下人体振动实验数据,采用最小二乘参数识别法以及加权计算得到人体动力学参数,根据识别出的参数进行人体振动特性分析,得到了特定频率下人体头部振动加速度响应特性。应用近红外光谱法无创检测脑部组织血氧参量,分析了不同频率下血氧参数变化。实验结果表明:该模型有较高的预测精度,可为动态环境下人机界面设计提供重要参考,对于客观评价人体坐姿舒适性,提高汽车人机界面设计宜人性有指导意义。 展开更多

关键词 最小二乘法 七自由度模型 系统辨识 血氧参量

原文传递

基于终端滑模控制的电动汽车转向稳定性研究 被引量：3

10

作者 张恒 杨鹏 +1 位作者 张高巍 孙昊 《计算机仿真》 北大核心 2020年第3期134-138,143,共6页

针对电动汽车转向时的稳定性问题,以双轮毂电机电动汽车为研究对象,利用线性二自由度车辆模型得到理想参数,提出了基于横摆角速度的终端滑模横摆力矩控制。同时利用Simulink搭建了整车七自由度的车辆模型,通过低速和高速两种情况来进行... 针对电动汽车转向时的稳定性问题,以双轮毂电机电动汽车为研究对象,利用线性二自由度车辆模型得到理想参数,提出了基于横摆角速度的终端滑模横摆力矩控制。同时利用Simulink搭建了整车七自由度的车辆模型,通过低速和高速两种情况来进行算法验证。仿真结果表明,上述算法相对于垂直载荷力矩控制和传统滑模控制而言,能够有效的减少目标参数趋于稳定的时间,抗干扰能力强。力矩分配之后输出力矩作用于轮毂电机,便可以有效的保证车辆运行转向时的安全性和稳定性。 展开更多

关键词 轮毂电机 终端滑模 七自由度 力矩分配

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七自由度缓冲衬垫包装的动力学仿真 被引量：1

11

作者 陈宁 张功学 《包装工程》 CAS 北大核心 2018年第9期1-6,共6页

目的针对常用四角衬垫的七自由度包装衬垫进行动力学分析,为以后用该类型衬垫仿真奠定基础。方法使用Matlab进行编程产生随机高斯白噪声,并进行滤波处理,然后使用ode15s模块对以能量法建立七自由度的衬垫包装系统进行动力学微分方程求... 目的针对常用四角衬垫的七自由度包装衬垫进行动力学分析,为以后用该类型衬垫仿真奠定基础。方法使用Matlab进行编程产生随机高斯白噪声,并进行滤波处理,然后使用ode15s模块对以能量法建立七自由度的衬垫包装系统进行动力学微分方程求解。结果各支脚的垂直振动位移趋势一致,且数值大小低于8 mm,偏转角位移介于0.006~0.008 rad之间,被包装物垂直位移响应低于6~6.8 mm,验证了在该工况下缓冲衬垫的缓冲特性。结论在该激励作用和包装系统的减振作用下,被运输包装物得到了有效的防护,并且线性趋势和实测相吻合,仿真效果良好。 展开更多

关键词 伪白噪声法 七自由度 垂直位移 缓冲衬垫

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基于自运动的仿人七自由度机械臂逆解算法 被引量：13

12

作者 崔泽 韩增军 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期589-595,共7页

基于七自由度(seven degrees of freedom,7-DOF)机械手臂的结构和自运动特性,提出通过对关节位置进行几何分析,求解机械臂逆运动学的方法.该方法在自运动构型的基础上,以0坐标系为其他坐标系的基系,根据同一向量在不同坐标系之间的投影... 基于七自由度(seven degrees of freedom,7-DOF)机械手臂的结构和自运动特性,提出通过对关节位置进行几何分析,求解机械臂逆运动学的方法.该方法在自运动构型的基础上,以0坐标系为其他坐标系的基系,根据同一向量在不同坐标系之间的投影特性与关节角之间存在着的对应关系,实现对七自由度机械臂逆运动学的求解.该方法能够求解出针对任一特定末端位姿的所有理论逆解.通过引入机械臂优化的二次目标,对所有理论逆解进行优化,可得最优逆解用于机械臂控制.与梯度投影法等通用算法相比,该方法具有直观简练、计算量小等优点,且不同的末端位姿求解过程互不影响,对系列性末端位姿连续求解不存在累积误差. 展开更多

关键词 七自由度 逆运动 自运动 坐标变换

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四轮转向车辆的直接横摆力矩控制研究 被引量：8

13

作者 田燃 肖本贤 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第5期175-179,184,共6页

以四轮转向汽车为研究对象,建立七自由度车辆模型、轮胎模型、理想跟踪模型;设计直接横摆力矩和四轮转向相结合的车辆稳定性控制策略。以跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,设计滑模控制器产生车辆转向所需的横摆力矩和后轮转... 以四轮转向汽车为研究对象,建立七自由度车辆模型、轮胎模型、理想跟踪模型;设计直接横摆力矩和四轮转向相结合的车辆稳定性控制策略。以跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,设计滑模控制器产生车辆转向所需的横摆力矩和后轮转角,按单侧制动的方法将产生的横摆力矩分配到车辆的四个车轮上,通过制动力矩的分配以及转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和质心侧偏角跟踪理想模型。针对七自由度模型,在Matlab/Simulink中与比例控制四轮转向进行阶跃输入和正弦输入两种工况下的时域仿真对比。仿真结果表明,基于直接横摆力矩和四轮转向相结合的的控制策略有效减小了质心侧偏角,横摆角速度对理想值有很好的跟踪,提高了车辆的操纵稳定性,同时验证了横摆力矩分配的有效性。 展开更多

关键词 四轮转向 七自由度模型 滑模控制 横摆力矩 操纵稳定性

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七自由度机械臂动力学分析与仿真 被引量：3

14

作者 王振荣 荚启波 +1 位作者 张雷刚 郭帅 《计量与测试技术》 2018年第4期18-23,27,共7页

针对七自由度机械臂(KUKA LBR IIWA机械手臂)的动力学模型正确性问题,对其关节1进行动力学分析。首先,采用DH法进行结构建模,得出正运动学方程,依据七自由度机械臂自运动特性,计算出机械臂各关节角。然后,采用牛顿—欧拉方法对机械臂进... 针对七自由度机械臂(KUKA LBR IIWA机械手臂)的动力学模型正确性问题,对其关节1进行动力学分析。首先,采用DH法进行结构建模,得出正运动学方程,依据七自由度机械臂自运动特性,计算出机械臂各关节角。然后,采用牛顿—欧拉方法对机械臂进行动力学建模,推导出机械臂各关节约束力/力矩方程。最后,采用ADAMS动力学仿真和实物实验论证,分别对机械臂关节1在静态和动态两种情况所受到的力/力矩进行比较。结果表明:运用理论公式推导、ADAMS仿真和实验验证,综合分析出机械臂关节1受力/力矩结果误差不大,具有一致的,为后续机器人控制、机器人动态分析和机械臂动力学优化等问题研究奠定基础。 展开更多

关键词 七自由度机械臂 运动学 动力学 ADAMS

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一种多电机共轴驱动七自由度机械臂研究

15

作者 房立金 许继谦 +3 位作者 高跃 赵乾坤 郭铖 钱奕安 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第13期48-55,共8页

针对机器人在加工和装配等领域应用时存在精度等方面的不足,提出了一种多电机共轴驱动的七自由度机械臂设计方案,在机械臂的腰、肩、肘关节处布置了双电机共轴驱动的关节结构。提出了双电机共轴驱动的消隙控制方法和同步控制方法,并给... 针对机器人在加工和装配等领域应用时存在精度等方面的不足,提出了一种多电机共轴驱动的七自由度机械臂设计方案,在机械臂的腰、肩、肘关节处布置了双电机共轴驱动的关节结构。提出了双电机共轴驱动的消隙控制方法和同步控制方法,并给出了上述两种控制算法之间平滑切换的转换条件。在底层控制基础上,应用ROS和EtherCAT总线技术搭建了机械臂的上层控制系统。结果表明,本文设计的七自由度机械臂系统在精度、负载能力上均具有一定的优势。 展开更多

关键词 七自由度机械臂 双电机驱动 消隙 同步控制 EtherCAT总线

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