多维力传感器耦合分析及解耦方法的研究 被引量：29

1

作者 曹会彬 孙玉香 +3 位作者 刘利民 冯勇 王以俊 葛运建 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1136-1140,共5页

耦合现象普遍存在于多维力传感器中,多维力传感器输出如不经过解耦,数据直接应用到机器人操作中,会导致机器人的误操作。针对存在的耦合现象,本文首先分析了多维力存在的耦合原因,根据产生原因将耦合分为两种形式:结构耦合和误差耦合,... 耦合现象普遍存在于多维力传感器中,多维力传感器输出如不经过解耦,数据直接应用到机器人操作中,会导致机器人的误操作。针对存在的耦合现象,本文首先分析了多维力存在的耦合原因,根据产生原因将耦合分为两种形式:结构耦合和误差耦合,然后提出了一种新的解耦方法-基于线性神经网络解耦方法,与传统解耦方法相比,该方法大大提高了解耦合精度。最后通过实验验证了该方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 多维力传感器 解耦 神经网络 结构耦合 误差耦合

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运动-力解耦的多维轮力传感器研究 被引量：13

2

作者 冯李航 王东 +2 位作者 徐扬 林国余 张为公 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1240-1248,共9页

介绍了一种具有运动-力解耦功能的多维车轮力传感器。基于车轮力传感器的特殊安装与实用环境的测量误差,在常规轮力传感器力-力维间解耦与测量的基础上,引入运动测量技术与校正方法,提出了一种联合的解耦方法,能够对运动场下传感器测量... 介绍了一种具有运动-力解耦功能的多维车轮力传感器。基于车轮力传感器的特殊安装与实用环境的测量误差,在常规轮力传感器力-力维间解耦与测量的基础上,引入运动测量技术与校正方法,提出了一种联合的解耦方法,能够对运动场下传感器测量的旋转耦合误差和惯性耦合误差进行补偿,同时还兼顾初值误差校准,进一步提高了车轮力的测量精度和稳定性,即实现运动-力解耦。 展开更多

关键词 车轮力传感器 运动-力解耦 多维力传感器 惯性耦合 旋转耦合

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一种应变式多维力传感器的优化设计 被引量：12

3

作者 干方建 刘正士 +1 位作者 任传胜 张平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第1期56-59,共4页

针对一种十字梁多维力传感器进行了应力—应变分析,建立了这种传感器的应力—应变模型,并对这种传感器的结构尺寸和应变计贴片位置进行了优化设计,优化设计以传感器获得最大精度为目标,结果显示:传感器优化后其顺应矩阵的条件数下降,传... 针对一种十字梁多维力传感器进行了应力—应变分析,建立了这种传感器的应力—应变模型,并对这种传感器的结构尺寸和应变计贴片位置进行了优化设计,优化设计以传感器获得最大精度为目标,结果显示:传感器优化后其顺应矩阵的条件数下降,传感器测量精度提高。 展开更多

关键词 多维力传感器 模型 优化设计

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多维力传感器静动态联合解耦补偿方法 被引量：9

4

作者 徐科军 李成 《应用科学学报》 CAS CSCD 2000年第3期189-191,共3页

提出多维力传感器静动态联合解耦补偿方法，将静态解耦、动态解耦和动态补偿合为一体，同时解决多维传感器中的三个关键技术问题，且简化了传感器的后续处理．仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。

关键词 多维力传感器 静态解耦 动态解耦 动态补偿

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一种应变式六维力传感器的动态设计 被引量：10

5

作者 干方建 刘正士 +1 位作者 任传胜 张平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期967-970,共4页

以欧拉—伯努利梁的动力学为基础,建立十字梁六维力传感器的动力学模型,以该动力学模型为基础分析传感器各个方向的固有频率,探讨传感器的动态设计问题,并探讨了传感器维间耦合的本质关系。用有限元分析方法证实了建立的解析模型的有效... 以欧拉—伯努利梁的动力学为基础,建立十字梁六维力传感器的动力学模型,以该动力学模型为基础分析传感器各个方向的固有频率,探讨传感器的动态设计问题,并探讨了传感器维间耦合的本质关系。用有限元分析方法证实了建立的解析模型的有效性,传感器的解析模型可以作为传感器主动设计和优化设计的依据。 展开更多

关键词 六维力传感器 模型 动态设计 优化设计

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机器人惯性参数辨识的若干方法及进展 被引量：8

6

作者 刘正士 陈恩伟 干方建 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第9期998-1003,1007,共7页

当代机器人技术的发展对机器人动态特性提出了更高的要求,惯性参数是影响机器人动态特性的主要参数之一。文章回顾了当前辨识机器人惯性参数的各种方法,讨论了各种方法的优点和存在的问题;介绍了基于传感器信息的机器人惯性参数识别方... 当代机器人技术的发展对机器人动态特性提出了更高的要求,惯性参数是影响机器人动态特性的主要参数之一。文章回顾了当前辨识机器人惯性参数的各种方法,讨论了各种方法的优点和存在的问题;介绍了基于传感器信息的机器人惯性参数识别方面的研究进展;给出本文的小结和有待于进一步研究的课题。 展开更多

关键词 机器人 惯性参数 参数辨识 多轴力传感器

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传感器微分运动引起的机器人运动误差及其在线补偿 被引量：5

7

作者 干方建 刘正士 +1 位作者 孔凡让 王建平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第23期2069-2071,共3页

分析了多维力传感器在载荷作用下发生弹性变形从而引起机器人系统运动误差的问题;研究了这种运动误差的形成及传递特点,给出了带有误差的机器人运动方程,定义了误差矩阵和误差补偿矩阵;结合PUMA562机器人给出了一个计算实例,结果表明,... 分析了多维力传感器在载荷作用下发生弹性变形从而引起机器人系统运动误差的问题;研究了这种运动误差的形成及传递特点,给出了带有误差的机器人运动方程,定义了误差矩阵和误差补偿矩阵;结合PUMA562机器人给出了一个计算实例,结果表明,该误差的等级有时在毫米级范围内,这对机器人的精确控制是不能忽略的。 展开更多

关键词 多维力传感器 微分运动 误差 补偿

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基于RF-GA的六维力传感器解耦方法 被引量：4

8

作者 徐家琪 龙建勇 +2 位作者 孙炜 王耀南 梁桥康 《测控技术》 2020年第5期28-35,68,共9页

多维力传感器的维间耦合问题严重影响了检测精度的提高。通过设计新型RF-GA(基于遗传算法的改进随机森林算法)解耦方法解决多维力信息的解耦问题,实现提高力传感器检测精度的目标。针对随机森林算法中含有大量子树,但每个子树的预测准... 多维力传感器的维间耦合问题严重影响了检测精度的提高。通过设计新型RF-GA(基于遗传算法的改进随机森林算法)解耦方法解决多维力信息的解耦问题,实现提高力传感器检测精度的目标。针对随机森林算法中含有大量子树,但每个子树的预测准度无法保证的问题,利用遗传算法对随机森林的子树进行筛选,保留优质子树,从而提高预测精度。以基于应变检测的六维力传感器为实验对象,将RF-GA算法运用到实际力信息解耦中,并通过解耦实验对RF-GA算法进行验证。与现有解耦算法相比,RF-GA解耦方法具有精度高、解耦时间短的优点,实验结果表明该算法能有效提高多维力传感器的解耦精度。 展开更多

关键词 多维力传感器 静态解耦 随机森林 遗传算法

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基于独立成分分析法的多维力传感器静动态解耦研究 被引量：4

9

作者 夏秋 潘广香 +1 位作者 卢淑群 马其江 《蚌埠学院学报》 2017年第4期4-7,共4页

对多维力传感器的解耦方法进行了研究,提出了基于独立成分分析(ICA)的多维力传感器解耦方法。以应变式全剪切六维力传感器为研究对象,充分发挥ICA在盲源信号分离中的优势,对比分析基于最小二乘拟合法的静态线性解耦和基于对角优势化补... 对多维力传感器的解耦方法进行了研究,提出了基于独立成分分析(ICA)的多维力传感器解耦方法。以应变式全剪切六维力传感器为研究对象,充分发挥ICA在盲源信号分离中的优势,对比分析基于最小二乘拟合法的静态线性解耦和基于对角优势化补偿法的动态解耦,结果证明基于ICA的解耦方法能够实现多维力传感器的解耦,并能有效提高传感器的解耦精度。 展开更多

关键词 多维力传感器 独立成分分析 静态线性解耦 动态解耦

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基于多维力传感器的风速测量方法研究 被引量：2

10

作者 许茜茜 崔建伟 《工业仪表与自动化装置》 2011年第3期100-102,共3页

风速是气象、环保、工农业生产、建筑、军事诸多领域的基本测量参数。目前的风速测量仪受结构、原理、量程等因素制约,存在通用性较差的问题,特别不适合用于野外长期无人值守的自动气象站。该文基于风载荷原理,提出了一种基于多维力传... 风速是气象、环保、工农业生产、建筑、军事诸多领域的基本测量参数。目前的风速测量仪受结构、原理、量程等因素制约,存在通用性较差的问题,特别不适合用于野外长期无人值守的自动气象站。该文基于风载荷原理,提出了一种基于多维力传感器的新型风速测量仪,它由2个正交的弹性应变梁组成,采用应变片测量弹性梁的风载荷,达到风速、风向测量的目的。与普遍使用的机械式风速仪相比,它没有运动部件,具有响应快、结构简单可靠、环境适用性强的特点,是一种极有发展前景的风速测量仪。 展开更多

关键词 风速仪 多维力传感器 应变片

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多维力传感器的LS-SVM动态逆解耦建模 被引量：1

11

作者 张景柱 柴焱杰 《无线电工程》 2014年第8期18-20,44,共4页

维间耦合是制约多维力传感器测量精度的瓶颈。针对维间耦合,提出一种可工程实现的采用LS-SVM非线性估计的α阶逆系统解耦方法,给出了具体实现的过程。在对传感器动态特性未知或者不可直接测量获取的情况下,可以实现多维力的解耦;采用多... 维间耦合是制约多维力传感器测量精度的瓶颈。针对维间耦合,提出一种可工程实现的采用LS-SVM非线性估计的α阶逆系统解耦方法,给出了具体实现的过程。在对传感器动态特性未知或者不可直接测量获取的情况下,可以实现多维力的解耦;采用多个二阶线性子系统等效为一个MIMO强耦合系统,利用动态标定多维力传感器的实验来捕捉传感器的动态特性;采取积分器来反映逆系统间的动态变化关系;通过对LS-SVM学习网络的训练实现对逆系统相应的静态非线性函数的逼近,实现力传感器的动态解耦。仿真算例验证了该方法解耦的有效性。 展开更多

关键词 多维力传感器 解耦 LS-SVM 逆系统

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多维力传感器动态力反演正则化求解仿真 被引量：1

12

作者 周兴林 王明石 《计算机仿真》 北大核心 2020年第11期260-264,共5页

针对多维力传感器动态力反演求解中结果容易受测量噪声影响,而且在先验信息缺乏的情况下直接滤波可能会引起测量信号失真等问题,提出了利用正则化反卷积技术进行反演的方法。通过块矩阵组合的方式得到多维力传感器动态测量卷积方程组,... 针对多维力传感器动态力反演求解中结果容易受测量噪声影响,而且在先验信息缺乏的情况下直接滤波可能会引起测量信号失真等问题,提出了利用正则化反卷积技术进行反演的方法。通过块矩阵组合的方式得到多维力传感器动态测量卷积方程组,利用截断奇异值分解(TSVD)处理方程组的系数矩阵,同时使用广义交叉验证法(GCV)确定截断阈值,得到近似的良态系数矩阵。最后利用近似系数矩阵和测量信号重建得到传感器的各维动态力。两个仿真实例表明在较高测量噪声干扰情况下,提出的方法得到的解依然能合理有效地反映真实值。 展开更多

关键词 多维力传感器 反演 截断奇异值分解 正则化

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基于虚拟仪器的多维力传感器静态标定系统研究

13

作者 刘京诚 李彦刚 +1 位作者 谢磊 刘俊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第11期86-89,共4页

对多维力传感器静态标定原理进行了研究,设计了由数据采集系统和静态性能分析系统组成的多维力传感器静态标定系统。在标定装置上分别对多维力传感器施加载荷,实时显示加载力信息,对输出数据采集并存储。数据采集系统同步实时采集传感... 对多维力传感器静态标定原理进行了研究,设计了由数据采集系统和静态性能分析系统组成的多维力传感器静态标定系统。在标定装置上分别对多维力传感器施加载荷,实时显示加载力信息,对输出数据采集并存储。数据采集系统同步实时采集传感器各维输出,避免了传统数据采集的测量误差。数字滤波和传感器性能分析模块实现了实时在线监测多维力传感器多项静态指标和对标定矩阵的高精度标定。通过实验测试,该标定系统达到了预期的性能指标,对多维力传感器性能标准的统一具有现实意义。 展开更多

关键词 多维力传感器 虚拟仪器 静态标定 间隔采样

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基于单片机的多维力传感器静态标定系统研究 被引量：1

14

作者 李飞亮 陈学锋 《甘肃联合大学学报（自然科学版）》 2010年第4期58-60,共3页

介绍了基于单片机的多维力传感器标定系统,设计了数据采集、处理系统的硬件结构及软件流程.硬件部分主要包括:单片机、DMA、A/D转换芯片及通信模块等.系统运行过程中,主程序依次调用各个子模块对采集的实验数据进行分析处理.

关键词 多维力传感器 单片机 数据采集 静态标定

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多维力/力矩传感器静态解耦的研究 被引量：22

15

作者 姜力 刘宏 蔡鹤皋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期284-287,共4页

多维力 /力矩传感器的静态耦合是影响其测量精度的主要因素之一。在研究基于最小二乘理论的多维力传感器静态线性解耦方法的同时 ,提出了一种基于 BP神经网络的静态非线性解耦方法。以 HIT灵巧手的微型五维指尖力 /力矩传感器为对象进... 多维力 /力矩传感器的静态耦合是影响其测量精度的主要因素之一。在研究基于最小二乘理论的多维力传感器静态线性解耦方法的同时 ,提出了一种基于 BP神经网络的静态非线性解耦方法。以 HIT灵巧手的微型五维指尖力 /力矩传感器为对象进行了实验 ,结果表明 。 展开更多

关键词 多维力传感器 多维力矩传感器 静态解耦 人工神经网络 测量精度 机器人

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应变式多维力传感器的故障诊断方法与实现 被引量：16

16

作者 杨双龙 徐科军 +1 位作者 舒张平 许伟 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第9期1361-1371,共11页

针对应变式多维力传感器在应用中往往出现测量电路的短路、断路、虚短、虚断等故障问题,提出基于恒流激励与矩阵扫测的故障诊断方法。针对短路故障,提出采用恒流扫测传感器输出引线与传感器基体之间以及传感器的两两输出引线之间阻值的... 针对应变式多维力传感器在应用中往往出现测量电路的短路、断路、虚短、虚断等故障问题,提出基于恒流激励与矩阵扫测的故障诊断方法。针对短路故障,提出采用恒流扫测传感器输出引线与传感器基体之间以及传感器的两两输出引线之间阻值的方法来进行故障诊断;针对断路故障,对传感器各通道进行独立诊断,给出了恒流矩阵扫测方式,建立了断路故障查询表,以根据扫测结果采用查表法进行故障诊断;针对虚短、虚断故障,采取多次循环扫测、根据故障出现次数来辨别判断。据此,以MSP430F5529单片机为核心研制了低功耗电池供电式应变多维力传感器故障诊断系统,适用于多至8个通道的多维力传感器。测试结果表明,所研制的故障诊断系统针对简单故障或较为复杂的故障情况均可通过一次自动诊断或自动诊断与人工排查相结合的多次诊断方式来正确地判断出故障类型和位置,且8通道故障诊断耗时仅需约13 s,从而能够大幅缩短应变式多维力传感器的故障排查时间,提高传感器维护效率。 展开更多

关键词 应变式多维力传感器 测量电路 故障诊断 恒流激励 矩阵扫测

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机器人六维腕力传感器耦合矩阵的确定与摄动分析 被引量：12

17

作者 许德章 吴仲城 +2 位作者 葛运建 申飞 戈瑜 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期75-81,共7页

在介绍了 6维腕力传感器的标定方法后 ,借助数理统计原理推算出耦合矩阵各元素的摄动范围。并在此基础上 ,基于矩阵摄动理论 ,比较详细地讨论了耦合矩阵的摄动对腕力传感器测量精度的影响。通过具体的计算实例 ,阐明了因耦合矩阵的摄动 ... 在介绍了 6维腕力传感器的标定方法后 ,借助数理统计原理推算出耦合矩阵各元素的摄动范围。并在此基础上 ,基于矩阵摄动理论 ,比较详细地讨论了耦合矩阵的摄动对腕力传感器测量精度的影响。通过具体的计算实例 ,阐明了因耦合矩阵的摄动 ,引起测量误差上限的计算方法。设计者可通过计算实例的具体数据 ,对传感器在标定过程中的误差形成各环节有一个明确的数值概念。 展开更多

关键词 六维腕力传感器 机器人 体数据 耦合 矩阵摄动 数值 实例 摄动分析 上限 元素

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应变式多维力传感器结构优化设计方法研究 被引量：12

18

作者 吴宝元 申飞 吴仲城 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1412-1416,共5页

多维力传感器的结构决定了其精度及静、动态性能指标,对应变式多维力传感器弹性体结构耦合误差传递的原因进行了探讨,对比分析了传感器特性矩阵的目标优化函数的选择与优化方法、有限元法以及正交设计与极差分析法在传感器结构优化设计... 多维力传感器的结构决定了其精度及静、动态性能指标,对应变式多维力传感器弹性体结构耦合误差传递的原因进行了探讨,对比分析了传感器特性矩阵的目标优化函数的选择与优化方法、有限元法以及正交设计与极差分析法在传感器结构优化设计中的运用,提出了综合优化设计的思想,结合实例分析并阐述了该方法的实用性和有效性。 展开更多

关键词 应变式多维力传感器 弹性体 综合优化 有限元法 正交设计

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多维力/力矩传感器动态实验台的一种实现方法 被引量：5

19

作者 许德章 葛运建 吴仲城 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2005年第1期56-60,共5页

目前 ,多维力 /力矩传感器的性能研究主要侧重于静态性能方面 ,动态性能实验研究涉及到较少 ,且实验方法仅局限于阶跃响应实验法和脉冲响应实验法。虽然 ,频率响应法被认为是多维力 /力矩传感器动态性能实验研究的最好方法 ,也是多维力 ... 目前 ,多维力 /力矩传感器的性能研究主要侧重于静态性能方面 ,动态性能实验研究涉及到较少 ,且实验方法仅局限于阶跃响应实验法和脉冲响应实验法。虽然 ,频率响应法被认为是多维力 /力矩传感器动态性能实验研究的最好方法 ,也是多维力 /力矩传感器动态耦合性能实验研究的唯一方法。由于基于频率响应法的多维力 /力矩传感器动态实验研究设备的不足 ,国内外均没有采用频率响应法开展多维力 /力矩传感器动态实验研究。鉴于上述情况 ,本文注重探讨借助电磁力产生原理 ,实现多维交变激励力的产生方法 ,并将其应用到多维力 /力矩传感器动态实验台上的可能性 ,为多维力 /力矩传感器动态实验研究创造实验条件。 展开更多

关键词 力矩传感器 多维 实现方法 频率响应法 阶跃响应 耦合性 动态性能 动态实验 激励力 性能实验

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优化极限学习机算法及其在力信息解耦中的应用 被引量：7

20

作者 徐家琪 伍万能 +2 位作者 孙炜 王耀南 梁桥康 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1487-1492,共6页

高性能解耦算法有助于提高多维力传感器的检测精度。针对传统非线性解耦算法存在精度较低等缺点,对极限学习机算法进行了优化和改进,并将其应用于多维力信息解耦。在基于粒子群和遗传算法两种改进极限学习机算法(PSO-ELM、GA-ELM)的基础... 高性能解耦算法有助于提高多维力传感器的检测精度。针对传统非线性解耦算法存在精度较低等缺点,对极限学习机算法进行了优化和改进,并将其应用于多维力信息解耦。在基于粒子群和遗传算法两种改进极限学习机算法(PSO-ELM、GA-ELM)的基础上,提出了一种基于天牛须算法的改进极限学习机(BAS-ELM),天牛须算法针对极限学习机隐含层节点参数的每一维进行逐步的优化,使得整体损失函数最小。为验证算法性能,本文以六维力/力矩传感器为实验对象,将各类改进算法应用到力/力矩传感器的非线性解耦中,通过解耦实验可知,与其他算法相比,BAS-ELM解耦精度更高、收敛时间更短,对于非线性解耦具有更强的适应性。 展开更多

关键词 多维力传感器 静态解耦 极限学习机 天牛须算法 粒子群算法 遗传算法

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