测量仪器会产生随机误差,针对其引起测量位姿＂再现＂运动学参数误差能力差的问题,提出了一种基于最优测量结构选择的六自由度机械臂结构参数标定新方法。首先推导了相对于基坐标系的机械臂末端位置误差模型,然后采用一种基于任务优先级的机械臂轨迹规划方法,以轨迹点的期望位置与标定后实际运动位置间的最大误差优化到最小为目标,选择了最优测...
脑-机接口（BCI）旨在提供人脑和外部设备之间沟通的桥梁。目前,基于运动想象脑电信号的机器人控制系统主要是离散控制,而连续控制对于用户和环境的自然交流至关重要。基于此,设计了一种基于运动想象脑电的机器人二维连续控制系统,受试者进行运动想象时,发送给机器人的控制信号同时包含水平方向和垂直方向的控制信号,可以控制机器人在二维平面内...
针对运动想象脑电信号非平稳、非线性、低信噪比的特点,多种分析方法被广泛应用于运动想象脑电信号特征提取研究中。但单通道脑电分析方法难以有效刻画多通道脑电间的交互信息,且现有特征指标未考虑到通道间的非线性动力学耦合特性。为此,提出一种融合单通道时-频特征和多通道耦合特征的运动想象脑电分析方法策略。通过引入多变量经验模态分解（...
根据人手结构设计一种五指仿人灵巧手。该灵巧手共有5根手指,总计16个自由度。灵巧手的手指关节虚拟化,手指更加轻量。灵巧手采用欠驱动方式,并将驱动系统内置,整体结构集成度高,易于安装到不同的机械臂平台。在理论研究上,通过齐次变换矩阵得到灵巧手的运动学模型,进而得到五指的运动轨迹,并进而对灵巧手控制策略进行探讨,之后对灵巧手进行手势...
针对现有最近点迭代头姿算法存在迭代次数偏多且易陷于局部最优、随机森林头姿算法准确性和稳定性不高的问题,面向机器人轮椅交互控制,提出一种基于随机森林与最近点迭代算法融合的头姿估计改进方法。该方法首先对带有背景、噪声及孔洞的原始点云数据进行预处理,得到头部有效三维点云;其次,在分析传统最近点迭代算法基础上,研究头姿估计过程中的...
针对现有光电式可穿戴设备测量心率准确度低、鲁棒性差等问题,提出一种光电式可穿戴设备的心率检测方法。该方法首先通过提取心率信号,在判别人体运动状态的基础上,根据人体运动状态和静止状态下的心率信号的特点,通过不同的预处理方式,低通滤波后得到心率的初步估计结果;然后,应用卡尔曼滤波和线性补偿方法对心率初步估计结果进行处理,增强心率...
针对双足机器人被动步行中的混沌步态,提出一种基于自适应能量反馈与OGY法的混合控制方法,将混沌步态快速转换到单周期稳定步态。首先,利用Poincaré截面,将双足机器人混合动力学系统离散化,求取该系统的不动点;然后,将机器人自身不动点处的机械能作为参考能量,在保证系统渐进稳定的前提下,构造自适应能量反馈控制律,使机器人状态迅速收敛至自身...
针对场景分析方法中因高密度参考点和数据采集带来的离线指纹数据库构建工作量大和在线定位复杂度高的问题,提出了一种基于特征模糊C均值聚类的声音位置指纹数据库构建方法。该方法使用少量位置标定参考点建立的模糊数据库来降低特征匹配的计算量,在使用加权K近邻算法定位的同时,根据定位误差大小采用迭代插值算法矫正定位精度偏低的测试点位置...
针对液压四足机器人在关节位置控制模式下引起的机器人内力问题,建立液压四足机器人单腿运动学方程和单腿动力学方程,分析机器人内力产生的机理及其对机器人性能的影响,提出基于动力学模型的机器人内力自适应抑制策略。自适应控制器利用关节理论力与实际力间的差值对位置指令进行补偿,以实现消除内力的目的。通过液压四足机器人HD平台进行控制策...
针对短基线三维超声定位系统的超声波飞行时间测量问题,提出了数字增益补偿方法。首先提高时间基准的精度,作为时间基准的红外脉冲信号通过收发两端I/O端口直接相连接以有线的方式从发射端传输到接收端,接收端可以准确获知信号发送的瞬时时刻,同时红外脉冲信号以无线的方式经空气传输至接收端,接收端测量衰减的红外脉冲信号的宽度,通过最小二乘...
为实现平面式大型微结构表面的快速测量,提出了一种螺旋式扫描测量方法。基于该方法的测量系统由x、y、z向直线运动平台、绕z轴旋转的直接驱动（DD）马达以及激光位移传感器组成,当移动x、y向平台使激光位移传感器的激光束与DD马达的旋转中心重合,并通过z向平台使激光位移传感器位于其测量范围内时,使x向平台与DD马达同步运动而形成螺旋线来获得...
针对各种复杂光学与工业元件的表面面形等加工误差检测需求,提出了基于相位偏折术的透射波前检测方法。为获得由透射元件加工误差引入的波像差,建立相位偏折检测系统并对模型化系统进行光线追迹,由实际测量结果相对光线追迹结果的变化计算得到待测元件波像差。并用计算机辅助的结构误差校正方法,对系统结构误差进行校正。为验证检测方法的可行性...
提出一种能够实现目标微小角度精密测量和空间精密角度定位的新型光电测量系统。首先建立了基于动态光学理论的光电小角度测量模型和空间基准传递模型,阐述了系统测量原理;然后基于测量模型和误差来源进行总体的方案设计,提出以降低误差为目的的系统方案设计,并且使用最小二乘法进行角度误差补偿;最后进行了系统小角度测量精度和空间定位角度精...
卫星导航系统时间对溯源链路的可靠性和同步精度提出要求。采用光纤时间传递技术实现的溯源链路可获得高精度的溯源钟差,提高卫星导航系统时间同步精度。但由于光纤传输链路、光纤设备和基准输入信号等中断或干扰降低溯源链路可靠性并导致溯源钟差存在粗差影响溯源模型精度,因此需要对溯源链路状态实时监测,并在估计溯源模型参数前对溯源钟差数...
三分量光纤天平常采用8支应变计组合求解天平的3个分量,光纤应变计组合仍采用类似于电阻天平的惠斯通电桥组合方式,该组合方式没有利用光纤应变计的输出可直接与天平所受气动载荷建立线性函数关系的特点,应变计数量偏多。为验证采用较少光纤应变计进行光纤天平气动力测量的可行性,本文针对三分量光纤天平,设计了不同应变计数量的8种组合方式,分...
针对现有超声全聚焦技术难以实时成像的问题,提出基于w-k算法的快速全聚焦技术。首先将用于全聚焦方法（TFM）成像的三维全矩阵数据分解为N个二维子矩阵;利用快速傅里叶变换,将1～N号子矩阵由时域I（t,x）转换为频域D（kZ,kx）;基于w-k算法构建波数迁移因子F（kZ,kx）,对D（kZ,kx）进行加权得到ID（kx,kz）,实现频域中的声束聚焦;通过快速傅里叶...
刀库及自动换刀装置（ATC）的主要功能是存储刀具和交换刀具,其性能特别是刀库的运动精度影响着大型数控机床或加工中心是否能迅速、准确地完成换刀,是影响机床可靠性的关键因素。为研究链式刀库的性能尤其是刀柄的运动精度,主要包括每个刀位及整体的定位精度和重复定位精度,提出一种基于激光位移传感器和标准刀柄补偿的链式刀库运动精度检测方...
硬度是材料力学性能的重要指标之一,采用超声无损检测方法评价材料硬度指标目前还存在诸多挑战。通过搭建高精度声时测量系统,采用横波直探头脉冲反射回波法测量不同热处理45钢试件厚度方向超声横波传播声时和底面反射回波幅值,分别计算横波声速和衰减系数;在测量超声横波声时,改变测量声时门信号的测量方式,研究不同微观组织及测量信号对超声横...
通过对基于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）栅极米勒平台的新型电流过载检测技术的研究,首先从理论上分析了感性负载功率转换电路中IGBT栅极米勒平台的形成机理,给出理想条件下米勒平台电压V（GE,MP）与集电极电流IC的关系;其次设计了IGBT栅极米勒平台电压测量系统实现对VGE,MP的精确测量,并对VGE,MP与IC的关系进行了实验验证。最后,根据IC与VGE,MP...
直流电缆泄漏电流指的是由线芯流经主绝缘至金属护层的电流,能反映介质整体受潮与整体劣化的情况。不同故障缺陷的直流电缆中的泄漏电流波形存在差异。基于交联聚乙烯电缆构建了3种常见的故障模型,对采集到的泄漏电流信号进行小波包变换分析。将同种缺陷不同电压下的信号以及不同缺陷的泄漏电流信号波形进行对比分析,结果表明小波包分解方法能有...
为了解决可穿戴设备中,由于运动伪影干扰带来的光电容积脉搏波（PPG）信号不稳定,导致生理参数计算错误的问题,提出了一种可以在PPG序列中提取优质、无干扰信号的算法,该算法具有计算量小、抗干扰能力强的优点。首先对采集到的PPG序列进行带通滤波和降噪;之后采用峰度、偏度指标判断是否有运动伪影存在;然后采用滑窗算法对滤波后的PPG信号进行特...
针对轴箱轴承振动信号的非线性以及非平稳特征,提出了一种基于非线性动力学检测的状态表征方法—改进多尺度样本熵（IMSE）。虽然传统多尺度样本熵（MSE）可以分析更多的状态信息,但是当尺度因子不断增大后会造成熵值统计的精度降低、误差增大、波动程度增加,甚至导致熵值没有定义。通过对原有方法从粗粒化过程和熵的定义两方面入手作了相应的完...
航空Z轴倾子电磁测量系统（ZTEM）空心感应磁传感器的感应线圈具有源阻抗大的特点,并且调理电路需要设置高通滤波器来抑制低频干扰。为实现电路的低噪声设计,针对感应线圈源阻抗大的问题,第一级采用以差分结型场效应管（JFET）对管为核心器件的负反馈结构,通过对第一级电路进行噪声建模,得出只有当JFET电压噪声是唯一主要噪声源时,电路整体性能...
针对实际化工过程存在的时延及随机噪声的干扰问题,提出一种改进的在线软测量方法。该方法首先采用滑动灰关联度分析法估计过程时延参数,提取过程时延信息;当新样本到来时,基于离线阶段估计的时延参数对建模样本进行重构,并通过新样本相对于训练样本的权重建立加权高斯模型,构建输入输出变量的联合概率密度函数;最后,通过条件分布函数实时估计输...
光电检测电路噪声性能是影响磁力仪灵敏度的重要因素。基于M_x型铯光泵磁力仪光电信号的特点,对磁力仪光电检测电路噪声来源进行分析,建立了基于跨阻放大电路的等效噪声模型,推导出电路信噪比及输出噪声频谱特性,并分析各噪声分量在总噪声中的比重;根据磁力仪拉莫尔信号频带范围,设计研制了具有低噪声性能的光电检测电路并应用于铯光泵磁力仪。...
针对水下无人航行器（UUV）海底驻留值守的着陆坐底过程,分析了UUV坐底的环境约束以及UUV完成坐底所需的近海底环境感知能力和操控能力,提出了一种环境自适应的坐底策略和控制方法,提高了UUV坐底过程中声呐的数据质量和局部地形构建精度。基于多波束声呐数据,在线构建海底局部三维地形,并自动选择满足梯度和坡度约束的坐底位置。基于近海底的海...
基于计算流体力学（CFD）技术,对超声波燃气表进行了结构改进,并以声道测量段线面速度比K系数及其标准差ΔK来评价其性能。共涉及a～e 5种方案,结果表明,不同基表结构的K系数在不同流量下呈现出不同的变化趋势,且随流量的增大先减小而后趋于平缓。在小流量区前半部分,各方案K系数变化率大致相同,在小流量区后半部分,除方案a外各方案K系数曲线近似...
压电作动器被广泛应用于高精度定位领域,但是其固有的迟滞非线性会严重影响定位精度。为了准确地描述压电作动器的迟滞特性,提出了一种基于非线性自回归移动平均（NARMAX）的支持向量机（SVM）迟滞模型。为了建立SVM迟滞模型,首先需要将压电作动器的输入输出关系从一个多值映射问题转化为单值映射问题,对比了不同的单值映射对SVM迟滞模型精度及...
图像法水位测量利用图像处理技术自动检测水位线并识别水尺读数,具有非接触测量、无温漂、结果可追溯、系统造价低等优点。然而受到户外视频监控系统在拍摄视角倾斜、成像分辨率低、光照条件复杂等方面的制约,水尺刻度及字符的检测和识别实际上存在较大困难,导致现有方法的稳定性和适宜性差。针对上述问题,从摄影测量的角度提出了一种解决方案。...
针对传统视觉里程计算法在动态场景下对相机位姿估计鲁棒性和精确性不高的问题,基于场景流及静态点相对空间距离不变原理,提出一种动态场景下鲁棒的立体视觉里程计算法。该算法首先利用相机初始位姿估计,计算相邻帧之间匹配点对的场景流,进而建立高斯混合模型,并对场景中动、静物体的特征点进行初步分离;然后利用静态点空间相对距离不变的原理和...
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