针对一款位姿强耦合的七自由度凿岩机械臂,提出一种基于旋量理论和微分流形理论的逆运动学求解算法。利用Paden-Kahan子问题和几何法得到该冗余机械臂的全部逆解。由于冗余关节的存在,通过末端执行器所需位姿进行求解可以得到无穷组关节逆解,其呈现出光滑流形结构,根据自运动流形的特点,将其分别映射到位置关节空间和姿态关节空间。随后根据实际作业需要,建立多目标优化泛函,对机械臂的解空间进行优化,得到优化解流形。最后针对优化解流形的一组关节逆解进行五次多项式轨迹规划。结果表明选取的最优解使凿岩机械臂在整个定位过程中运动稳定,位姿误差较小,从而验证了逆运动学解法和优化流形的正确性。

针对传统滑模控制出现抖振的问题,提出一种电动轮汽车横向稳定性协同控制方法。首先构造关于横摆角速度和质心侧偏角的宏变量;然后根据系统重要的性能指标设计相应的流形,同时计算使系统从任意初始状态衰减至流形时所需的横摆力矩,并通过Lyapunov定理证明了稳定性;最后按四轮附着率相等的原则分配了附加横摆力矩。搭建Carsim和Simulink联合仿真平台,在双移线和方向盘角正弦这两种典型工况下的仿真结果表明所提方法能够实现系统的无抖振协同控制,与传统滑模控制相比提高了车辆的横向稳定性。