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广西大学
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[硕士论文] 赵鹏飞
控制理论与控制工程 广西大学 2012(学位年度)
摘要:工业机器人作为最典型的机电一体化数字装备己广泛应用于各个领域的工业现场,其位姿控制技术也正因此成为国内外极为重视的研究领域之一。位姿控制系统的优劣决定着工业机器人能否快速而精确的执行某一特定的任务。因此,对工业机器人位姿控制的研究具有重要意义。
   本文以六自由度机械臂为对象,分析了系统的运动学模型和动力学模型;在研究全局快速终端滑模算法奇异问题及适用条件的基础上,提出了基于关节子系统的非奇异全局快速终端滑模控制方法,并将该方法应用于六自由度机械臂位姿控制器的设计。
   在确定机械臂各连杆坐标系的条件下,利用改进的Denavit-Hartenberg参数法获得其各连杆参数,并计算出系统连杆变换矩阵,从而获得六自由度机械臂运动学模型的构成形式。采用Lagrange分析力学方法推导出系统动力学方程,并通过数值计算分析了模型的正确性。
   从稳定性、鲁棒性、奇异性、到达时间及滑模运动时间等几个角度研究了全局快速终端滑模控制方法,得出该方法的适用性。运用李亚普诺夫理论设计出各关节子系统的非奇异全局快速终端滑模控制律。为验证控制设计的有效性,对系统进行数值仿真。结果表明,将复杂的机器人模型分解成单关节多状态变量耦合的SISO系统的组合,再对每个子系统分别进行控制器设计的方案是有效的。
   将分段函数、全局快速终端滑模算法、PID算法分别应用于六自由度机械臂的实物控制,并将三种控制方法下的实验数据进行了分析、对比。且基于控制系统的软件开发环境开发出六自由度机械臂集成监控界面系统。实验结果表明,全局快速终端滑模控制方法能够提高六自由度机械臂的执行效率。
[期刊论文] 赵鹏飞 胡立坤 卢子广
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ SA
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摘要:针对六自由度机械臂非线性、强耦合特性,将全局快速终端滑模控制(GFTSMC)技术应用于六自由度机械臂的轨迹跟踪.该方法将系统的动力学模型转化为各关节子系统的状态方程,再对每个子系统分别设计滑模子控制器.基于Lyapunov理论设计关节子系统的控制律,确保了整个系统的全局稳定性,且具有快速的收敛特性.仿真结果表明,全局快速终端滑模控制不仅可以有效地抑制控制器的抖振,而且对系统模型参数具有一定的鲁棒性,实现了六自由度机械臂各关节位置的高效跟踪....
摘要:首先对快速终端滑模控制方法应用到六自由度机械臂系统时存在的奇异问题进行了分析.然后提出了一种新的非奇异快速终端滑模控制方法,并基于Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性.最后将非奇异快速终端滑模控制器应用于六自由度机械臂运动控制中,试验结果表明:非奇异快速终端滑模控制提高了六自由度机械臂位姿控制的稳定性、精确性、快速收敛性和鲁棒性....
摘要:以广西大学东校园内糖胶树(AlstoniascholarisL.)上的绿翅绢野螟(Diaphaniaangustalis(Snellen))4龄幼虫为研究对象,就温度对绿翅绢野螟4龄幼虫呼吸代谢的影响进行了研究.结果表明:随着温度的变化,绿翅绢野螟4龄幼虫的CO2释放速率变化明显,在15和35℃条件下幼虫CO2释放率极差异显著(P<001);而在20~30℃之间变化幅度小,差异不显著(P>001).同时,确定了绿翅绢野螟4龄幼虫呼吸速率对温度的敏感性,发现在20~30℃条件下其温度系数Q10值最小.由此说明20~30℃是绿翅绢野螟4龄幼虫生长发育最适宜的温度范围....
摘要:以广西大学东校园内糖胶树上的绿翅绢野螟[Diaphania angustalis(Snellen)]4龄幼虫为研究对象,研究了氰戊·辛硫磷处理后不同时间(10、30、60、90 min和120 min)对绿翅绢野螟4龄幼虫呼吸代谢、解毒酶和保护酶活性的影响.结果表明,在25℃时,氰戊·辛硫磷药液浓度128.35 mg/L处理绿翅绢野螟4龄幼虫30 min后出现明显的呼吸峰,CO2释放率达到15.68μL/h,随后迅速降到对照水平.绿翅绢野螟4龄幼虫的乙酰胆碱酯酶和超氧化物歧化酶活性在氰戊·辛硫磷处理初期显著升高,分别达到5.57×10-2 n mol/s和12.3 n mol/s,60 min后迅速下降到对照水平,分别为1.87×10-2 nmol/s和9.42 nmol/s;过氧化物酶活性变化初期与乙酰胆碱酯酶和超氧化物歧化酶相似,但在60 min后酶活性开始升高,120 min时达到307 n mol/s,极显著高于对照....
摘要:针对六自由度机械臂非线性、强耦合特性,将全局快速终端滑模控制(GFTSMC)技术应用于六自由度机械臂的轨迹跟踪。该方法将系统的动力学模型转化为关节子系统的状态方程,采用GFTSMC 设计各子系统的滑模面,有效地抑制了滑模控制中的抖振现象。运用李亚普诺夫理论设计关节子系统的控制律,整个系统是全局稳定的,且具有快速的收敛特性和鲁棒性。
摘要:以广西大学东校园内糖胶树(Alstonia scholaris L.)上的绿翅绢野螟(Diaphania angustalis(Snellen))4龄幼虫为研究对象,就温度对绿翅绢野螟4龄幼虫呼吸代谢的影响进行了研究.结果表明:随着温度的变化,绿翅绢野螟4龄幼虫的CO2释放速率变化明显,在15和35℃条件下幼虫CO2释放率极差异显著(P<0.01);而在20~30℃之间变化幅度小,差异不显著(P>0.01).同时,确定了绿翅绢野螟4龄幼虫呼吸速率对温度的敏感性,发现在20~30℃条件下其温度系数Q10值最小.由此说明20~30℃是绿翅绢野螟4龄幼虫生长发育最适宜的温度范围....
摘要:利用扫描电子显微镜观察平唇原胡蜂和黑盾胡蜂2种胡蜂头部表面和触角感器,以掌握其头部的额区、 唇基、 颚区、 触角支角突以及触角柄节、 梗节和鞭节的感器类型和分布情况,同时利用间距值测量了2种胡蜂单/复眼的OOD、IOD长度和比例,并描述其形态.结果表明,平唇原胡蜂头部表面有毛形感器Ⅰ、 毛形感器Ⅱ、 毛形感器Ⅲ、 刺形感器、 腔形感器、 锥形感器计6种感器类型,单眼3个,OOD︰IOD为1.1-1.8,复眼呈五边形、 六边形和七边形计3种形状,触角柄节和梗节有毛形感器Ⅰ、 毛形感器Ⅱ、 刺形感器计3种感器类型,触角鞭节有刺形感器、 板形感器、B?hm氏鬃毛、 钟形感器、 腔形感器、 芽形感器、 毛形感器Ⅲ计7种感器类型.黑盾胡蜂头部表面有毛形感器Ⅰ、 毛形感器Ⅱ、 毛形感器Ⅲ、 刺形感器计4种感器类型,单眼3个,OOD︰IOD为0.6-1.1,复眼呈六边形,触角柄节和梗节有毛形感器Ⅰ、 毛形感器Ⅱ、 刺形感器计3种感器类型,触角鞭节有刺形感器、 板形感器、B?hm氏鬃毛、 钟形感器、 腔形感器、 芽形感器、 毛形感器Ⅲ计7种感器类型.胡蜂头部和触角感器类型的多样化可以为胡蜂准确通讯提供保障,而单/复眼的特殊结构也可以为不同时段飞行活动提供感光和成像保障....
摘要:为了解植物源农药对鞘翅目昆虫呼吸代谢和保护酶活性的影响,以黄粉虫(Tenebrio molitor)8龄幼虫为研究对象,以印楝素为供试农药,采用饲喂法测定印楝素对黄粉虫末龄幼虫CO2释放率和保护酶活性的变化.结果表明,印楝素处理后,黄粉虫的CO2释放率和保护酶活性均先升高后迅速下降.摄入印楝素6 h后,黄粉虫的CO2释放率达到最大值,为13.2 μL/h,之后迅速下降并显著低于对照;保护酶SOD、CAT和POD活性在6 h时达到最大,分别是对照的2.34、2.91和1.98倍,其后呈现下降趋势....
摘要:[目的]为了获取更多控虫真菌资源,对从野外的黄野螟死亡幼虫分离得到的一株曲霉菌进行致病性测定和培养,为培养高致病性生防真菌提供理论依据.[方法]以寄生曲霉Q527为试验材料,采用浸渍法测定了寄生曲霉Q527对黄野螟的感染作用,利用菌丝生长速率法和产孢量法对其培养条件及产孢特性进行初步研究.[结果]寄生曲霉Q527对黄野螟幼虫具有良好的感染作用,浸渍法接种7d后校正感染率达83.3%;寄生曲霉Q527生长最适培养基为PDA培养基,在此培养基培养7d平均菌落为78.18 mm;pH为8适应生长和产孢分别为78.12 mm和2.61×109个;其不耐高温,在65℃停止生长和孢子萌发;乳糖作为碳源有效促进寄生曲霉Q527菌丝生长,大小为37.97 mm;可溶性淀粉作为碳源有效促进寄生曲霉Q527产孢,产孢量为2.03×109个;蛋白胨作为氮源有效促进寄生曲霉Q527菌丝生长和产孢,分别为51.06 mm和2.96×109个;在黑暗状态中生长最好,分别为78.17 mm和2.63×109个.[结论]寄生曲霉Q527对黄野螟具有较强的致死性且具有生长速度快和适应性强等生物学特性,在黄野螟的生物防治中有潜在的应用价值....
摘要:黄野螟(Heortia vitessoides)是土沉香(Aquilaria sinensis)的重要食叶害虫.本文利用扫描电镜技术对黄野螟雌、雄成虫触角进行观察,利用触角电位技术分析触角对7种杀虫剂的电位反应.结果表明:黄野螟成虫触角长8600~9100μm,雌雄触角均为线状,感受器主要有毛形感器、鳞形感器、腔锥感器、刺形感器、耳形感器和栓锥形感器6种.其中毛形感器分布最广、数量最多.黄野螟雄虫的毛形感器在数量上多于雌虫.在触角电位检测中,雌雄黄野螟成虫存在差异,黄野螟雄成虫对乙多·甲氧虫酰肼的反应相对平均值最大;黄野螟雌成虫对苏云金杆菌的反应相对平均值最大....
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