细杆摇摆系统是一种重要的模拟海洋环境的仿真试验平台,模拟海洋环境对某实验反应的影响。该系统具有非线性、自然不稳定性和时变性的特点。该系统采用LabVIEW开发的上位机系统,和以CCS6.0为开发平台的TMS320F28335 DSP数字信号处理器的下位机系统。摇摆系统需要输出摆动周期和摆动角度严格对应的正弦曲线运动。针对细杆摇摆系统非线性、自然不稳定和时变性的特点,设计了一种基于模糊PID的闭环控制算法。用matlab进行控制算法的仿真。同时对项目要求的十二种工况进行实验,实验结果表明,该控制算法具有响应速度快、系统跟随性好、超调量小等优点。同时暴露出系统具有齿轮齿条传动反向传动时的间隙问题。

基于电磁学理论分析了永磁涡流制动的基本原理,推导了感应盘在扇环形磁铁组中旋转产生的涡流制动力矩计算公式,并与起重机起升机构的结构特点相结合提出一种新型永磁涡流防坠落装置。结合某20UMQ门式起重机,建立了负载坠落永磁涡流制动的动力学模型。利用Ansoft Maxwell进行有限元仿真分析,探究了磁铁组与感应盘之间的空气间隙大小对制动效果的影响。仿真结果显示磁铁组能在负载无初速坠落和以额定速度超载坠落时达到制动效果,为起重机起升机构永磁涡流防坠落装置的设计提供依据。

悬浮电磁铁是磁悬浮列车实现悬浮运行的重要部件,其结构性能直接影响磁悬浮列车的运行安全。针对磁悬浮列车悬浮电磁铁结构,以改进电磁铁结构和优化悬浮控制难度为研究目标,结合电磁铁结构所受的电磁力,分析电磁铁极板沿列车运动方向的变形,提出一种电磁铁结构的改进方法以有限元方法对待改进模型进行结构变形仿真分析;通过多项式最小二乘拟合方法,拟合分析所得的离散变形数据;根据拟合曲线,改进原模型为预凹型结构。最后对改后模型进行验证对比仿真分析,分析结果表明磁悬浮列车运行时,改进模型沿列车运动方向的悬浮间隙较原模型小,有效降低了悬浮控制难度。

助力下肢外骨骼在行走过程的各关节角的运动学规律是研究下肢助力外骨骼的关键,其行走动作与人体行走动作有着高度的偕行性.通过光学捕捉系统结合高速摄像机获得人体不同状态下行走动作的空间坐标点,建立人体行走的棍图模型,基于MATLAB平台拟合负重为0kg、10kg、30kg行走速度为3km/h、4km/h、6km/h的关节角运动学方程,结合西南交通大学第二代助力下肢外骨骼计算膝关节处驱动液压缸的线速度及线加速度.实验结果为液压缸的选型、驱动控制系统的设计提供了理论基础.

针对铁路隧道中,接触网作业车自动化程度低、工作效率低等问题,研制一种可完成钢筋探测、钻孔打锚、拉拔测试、吊柱安装、维修保养等一系列作业的接触网双机械臂作业车。运用标准的D-H法对该双机械臂系统进行运动学建模,并对其进行正逆运动学的分析。通过齐次变换推导其末端执行器的姿态和位置,然后经过MATLAB仿真和数学计算结果比较证明建模的准确性。已知双机械臂系统的初始位姿和工作状态下的末端位姿,采用五次多项式插值的方法对双机械

助力下肢外骨骼在行走过程的各关节角的运动学规律是研究下肢助力外骨骼的关键,其行走动作与人体行走动作有着高度的偕行性。通过光学捕捉系统结合高速摄像机获得人体不同状态下行走动作的空间坐标点,建立人体行走的棍图模型,基于MATLAB平台拟合负重为0kg、10kg、30kg、50kg行走速度为3km/h、4km/h、4.8km/h、6km/h的关节角运动学方程,结合西南交通大学第二代助力下肢外骨骼计算膝关节处驱动液压缸的线速度。实验结果为液压缸的选型、驱动控制系统的设计提供了理论基础。