【摘 要】
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针对教学过程中,机械手在实物PLC控制实验中存在的实体机械手成本高、场地受限制、误操作存在危险等问题,提出了以实物PLC驱动虚拟机械手运动的虚机实电机械手PLC控制实验方案.根据学生编写完PLC程序后搭建控制实验装置并进行模拟运行的实验过程,通过分析机械手的六轴运动关系和PC机的虚实通讯原理,设计了机械手的虚拟样机、虚实通讯模块以及实物PLC控制系统的搭建方案.开发了基于Unity3D的虚机实电机械手PLC控制实验平台.在无实物机械手情况下,实现了以较直观的方式完成机械手PLC程序的运行校验,同时在实电的
【机 构】
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200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院
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针对教学过程中,机械手在实物PLC控制实验中存在的实体机械手成本高、场地受限制、误操作存在危险等问题,提出了以实物PLC驱动虚拟机械手运动的虚机实电机械手PLC控制实验方案.根据学生编写完PLC程序后搭建控制实验装置并进行模拟运行的实验过程,通过分析机械手的六轴运动关系和PC机的虚实通讯原理,设计了机械手的虚拟样机、虚实通讯模块以及实物PLC控制系统的搭建方案.开发了基于Unity3D的虚机实电机械手PLC控制实验平台.在无实物机械手情况下,实现了以较直观的方式完成机械手PLC程序的运行校验,同时在实电的部分有效增强了学生的实践操作能力,可以应用于学生实验.
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针对传统滑模滑模观测器中几种典型趋近律的系数不具有自调整功能,对于不同位置状态变量,其收敛性能不佳以及非奇异滑模控制当系统远离平衡点时收敛速度慢、动态性能差的问题,引入sigmoid函数构建了一种用于永磁同步电机无传感器控制的自适应非奇异终端滑模观测器,实现对转子转速和位置的观测,并利用Lyapunov函数进行了稳定性分析.通过MATLAB/Simulink对控制系统进行了仿真实验.结果表明,自适应非奇异终端滑模观测器观测精度高、收敛速度快、鲁棒性好,同时有效消除了系统的抖振现象.
为保证晶圆的平稳快速传输,基于末端位姿调整算法搭建了晶圆传输实验平台,并根据晶圆传输过程中的受力情况得到了末端执行器角度与最大加速度之间的关系,通过基于位姿调整的S加速算法得到了晶圆机器人运行轨迹.针对晶圆传输平台非线性、强耦合的特点,建立了晶圆传输平台动力学模型,提出了基于干扰观测器的线性化反馈方法对控制系统进行线性化解耦,通过积分滑模控制来保证控制系统动态性能并提高鲁棒性.最后在Simulink中搭建控制系统仿真模型,验证了算法的有效性.
针对目前我国书刊装订生产线上需要大量人工添加书帖的现状,创新设计一套自动添加书帖装置.利用TRIZ创新理论的技术矛盾分析方法,以动态特性原理为指导,设计一种书帖输送机构.该书帖输送机构能将竖直放置的不同尺寸规格的书帖平稳地向前输送,输送机构、气缸和弧形输送机构配合,实现自动添加书帖的功能.运用TRIZ理论,设计了一种自动添加书帖装置,该装置通过增加书帖的缓存量,以及减少人工操作环节的方式,成功实现了减少操作工人数量的目的.
为帮助老年人以及有运动障碍的人群恢复日常生活的正常行走,设计了一款基于人体下肢运动机理的下肢康复外骨骼机器人.利用D-H参数法建立下肢外骨骼机器人运动学模型,同时进行正逆运动学求解.利用五次多项式轨迹规划法,分别对下肢外骨骼平地行走起步、中步和止步不同状态,进行踝关节与髋关节轨迹规划.利用SolidWorks将模型导出,使用MATLAB与ADAMS软件进行联合仿真.仿真结果表明,下肢外骨骼在该轨迹规划下能够稳定行走.
电动车与传统燃油车在噪声上存在很大的差别,高频噪声凸显.针对某款电动车高速行驶时车内高频噪声大和声品质差的问题,识别出电机和减速器是车内噪声的主要源头.运用NVH的“源—传递路径—响应”的解决思路,一方面通过对电机和减速器进行声学包覆,降低噪声源,另一方面通过对传递路径的气密封和声学密封进行改进以及声学包优化,有效降低了车内高频噪声,提高了车内声品质.
针对教学中传统PLC控制实验由于场地和设备限制的原因,无法根据实际生产线中AGV小车的控制要求和运动参数编写PLC控制程序并进行现场校验的问题,提出了基于Unity 3D的PLC编程控制AGV小车虚拟运行仿真实验新方案,分析了AGV小车的控制系统组成及控制信号传递过程,研究了PLC型号端口选择分配和控制程序设计编写功能的实现方法,并通过碰撞体组件对AGV小车控制程序中运行避障部分设计合理性和准确性进行校验,最终完成了基于三菱PLC的AGV小车控制虚拟仿真实验系统,实现了提高学生实际PLC编程控制AGV小车
为了提升城市工况下客车的主动安全性能,设计了一种城市客车碰撞缓解系统.该系统主要包含前向碰撞预警、低速碰撞缓解、车道偏离预警三大功能.前向碰撞预警能够实时监测前方障碍物的位置、距离和相对速度并提醒驾驶员注意;低速碰撞缓解主要是控制EBS采取相应的制动手段实现车辆减速;车道偏离预警用来警示驾驶员车辆行驶趋势偏离车道线的情况.试验表明,该系统能够辅助驾驶员控制车距,降低因驾驶员注意力分散或制动不及时而导致碰撞事故的概率.
在传统永磁同步电机直接转矩控制中,转矩和磁链环采用滞环控制,速度环采用传统PI控制,使得同步电机中的转矩和磁链脉动较大、逆变器开关频率不固定;加之传统PI控制参数不能根据工况自适应调整,因此导致同步电机控制的鲁棒性较差.为了解决同步电机的控制问题,在转矩和磁链环中引入二阶super-twisting控制代替传统的滞环控制,使用SVPWM固定逆变器开关频率,同时在速度环中引入模糊控制,提出一种应用粒子群算法对模糊控制的量化因子和比例因子进行优化的算法,实现了参数的自适应调整.运用Simulink的仿真结果表
为研究气体扩散层孔隙度、厚度以及入口速度对高温质子交换膜燃料电池物质输运以及性能的影响,建立了一个三维、非等温、单相流动数学模型.通过软件COMSOL Multiphsics进行数值模拟,得到不同孔隙度、厚度和入口速度下电池极化曲线分布、物质的浓度、流动速度、温度分布图.研究发现,增大GDL孔隙度有利于提高物质的传递,使得生成的水易于排出,提升电池的性能;GDL厚度减小缩短了气体扩散的路径,使得速度增大,提高电池性能;入口速度的增大有助于提高电池内部的物质传递,加快了化学反应,提高电池性能.同时,入口速度
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