张泉
- 作品数：10 被引量：52H指数：4
- 供职机构：南京航空航天大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金NSFC-广东联合基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程电子电信电气工程更多>>
- 直线超声电动机驱动并联平台建模与控制
- 2014年
- 为实现直线超声电动机驱动的3-PRR并联平台的精确轨迹跟踪控制,对其进行了运动学和动力学建模,并设计了基于模型和轮廓误差的控制器。首先,根据并联平台的闭链约束条件,对并联平台进行了运动学分析。在此基础上,对并联平台的各部件速度和加速度进行了推导,并获得了相应的雅可比矩阵,随后基于虚功原理建立了平台的动力学模型。最后,由切线近似法推导了平面三自由度轮廓误差的转化方法,并设计了基于模型和轮廓误差的控制器。实验结果表明,基于动力学模型和轮廓误差的控制器可将X和Y轴的轨迹跟踪误差控制在15μm以内,提高了动平台的轨迹跟踪精度。
- 张泉朱本亮周丽平金家楣张建辉
- 关键词：并联平台动力学模型
- 直线超声电机驱动的平面3-PRR并联平台的运动学标定
- 2014年
- 以直线超声电机驱动的平面3-PRR并联平台为研究对象,基于视觉测量对它进行了运动学标定.首先介绍了该并联平台结构,然后推导了其运动学模型并给出了误差函数指标.针对并联平台运动学标定问题,利用CCD相机作为外部测量装置,通过图像处理技术对动平台上的人工特征中心定位,实现了对并联平台动平台位姿的精确测量;最后利用粒子群算法对并联平台运动学参数进行了优化,实现了对并联平台的运动学标定.标定实验结果表明:动平台走一个长轴为16mm、短轴为10mm的椭圆形轨迹,标定前轨迹误差最大大于800μm,标定后轨迹误差缩小到20μm以内,有效提高了并联平台的精度,验证了标定结果的有效性.
- 周丽平张泉孙志峻
- 关键词：并联平台运动学标定直线超声电机视觉测量
- 基于ADAMS的非夹持物体驱动研究
- 2015年
- 在高温、高辐射、强磁等极端恶劣环境下,对于易破碎、易变形的物体,无法使用常规夹具夹持来进行操作。根据上述需求,设计了一个由超声电机直接驱动的非夹持物体驱动机构样机。采用Pro/E对其进行三维建模,随后在ADAMS环境下进行了运动学和动力学仿真,为实物样机的实时控制提供了依据。
- 刘伟健孙志峻张泉
- 关键词：超声电机仿真
- 圆弧形流管无阀压电泵的工作原理及试验被引量：1
- 2015年
- 圆弧形管路中的液体在压电元件的作用下产生流动,受到离心力和哥氏力的作用。利用上述现象提出了圆弧形流管无阀压电泵,通过压电元件的逆压电效应使泵腔容积产生周期性变化,利用地球自转对流管中流体的影响,使流体顺时针和逆时针两种流动状态的流阻不同,形成流体宏观单向流动。对原理样机进行的压差试验表明:驱动电压保持为130V不变,当驱动频率为14Hz时,压差达到最大值为17mm水柱;当驱动频率为30 Hz时,压差降至3mm水柱。压差的产生源于地球自转的哥氏力,流量或压差的大小能够反映泵结构整体的旋转速度,可望通过地球转速的测量,获得本地地理位置信息,形成导航新原理。
- 唐娟张建辉张泉冯会奎
- 关键词：压电泵
- 显微视觉系统的自动聚焦及控制被引量：21
- 2013年
- 对自动显微镜的自动聚焦评价函数及聚焦控制策略进行了研究。首先,介绍了频域聚焦函数提升小波变换及时域聚焦函数Sobel-Tenengrad算子,通过将提升小波变换和Sobel-Tenengrad算子有机组合提出了一种新型聚焦评价函数。然后,利用离焦、正焦样本图像对自组织算法进行无监督训练,使用粒子群优化算法加速训练过程,并以经过学习的自组织映射算法作为聚焦控制器。最后,进行了显微视觉自动聚焦实验。实验结果表明:新型组合算子具有单峰性,峰值处变化陡峭,对不同样本、不同倍数物镜均可在正焦位置达到最大值,鲁棒性强;经过学习控制器后平均仅用7.6步即可完成自动聚焦,与爬山法相比,该聚焦算法不仅大大提高了聚焦速度且性能稳定,对每幅输入图像处理、识别时间约为120ms;满足了显微视觉自动聚焦要求,获得了良好聚焦效果。
- 周丽平孙志峻张泉
- 关键词：显微视觉自动聚焦离散小波变换自组织映射粒子群优化
- 柔性并联平台的动力学建模及主动振动控制被引量：6
- 2013年
- 针对柔性并联机器人的结构振动及控制问题,提出在并联机器人的柔性构件上附加多组成对的压电换能器进行振动测量和主动振动控制的方法。首先,设计了基于直线超声电机驱动的3-PRR(P代表移动副,R代表转动副)柔性并联定位平台;其次,根据Hamilton方程和假设模态法,并考虑到每条支链中柔性杆终端的实际边界条件,分别建立了三条对称支链和移动平台的动力学模型,通过施加闭链约束方程,得到了3-PRR柔性并联平台的刚柔耦合动力学方程;然后,为有效抑制振动,在柔性杆上安装多组成对的压电驱动器和传感器,从而使柔性杆具有智能结构的特性;最后,基于此模型,提出了采用PD反馈控制器和SRF应变率反馈(Strain rate feedback)控制器相结合的混合控制方法来进行轨迹跟踪与振动抑制,并给出了基于李雅普诺夫理论的稳定性证明。Matlab仿真结果表明:所提出的基于多组压电换能器的混合控制方法可以使动平台在准确跟踪目标轨迹的同时,实现对柔性杆残余振动的快速抑制,进而提高定位平台的效率和精度,为后续的工程实验提供了理论支撑。
- 张泉王瑞洲周丽平谭珍珍孙志峻
- 关键词：超声电机柔性机器人压电换能器主动振动控制
- 高速柔性并联平台的动力学分析被引量：4
- 2015年
- 在考虑轴向力影响下,对刚柔耦合3-PRR平面柔性并联平台进行了动力学建模,分析了柔性并联平台的动力刚化问题和屈曲行为。柔性并联平台由动平台、静平台和三根对称的柔性梁组成,运用拉格朗日法和假设模态法对系统进行了刚柔耦合动力学建模,并建立了柔性梁振动频率和轴向力之间的函数关系。Matlab仿真结果表明:柔性梁受到的轴向力和动平台的速度及位形相关,当柔性梁受轴向拉力时,出现动力刚化现象,固有频率增加;当柔性梁受轴向压力时,出现动力柔化现象,固有频率减小;当轴向压力增加达到极限值时,柔性梁会发生屈曲行为。模态试验和不同速度下的轨迹控制实验验证了所建动力学模型和理论分析的正确性。
- 张泉周丽平金家楣张建辉
- 关键词：机器人动力学动力刚化屈曲行为
- 一种应用正态分布理论的直线超声电机精密定位控制方法被引量：14
- 2012年
- 针对直线超声电机在精密驱动过程中存在较强的非线性、时变性及控制模型复杂等问题,提出了一种基于正态分布理论统计直线超声电机驱动电压与速度/位移关系的方法,结合模糊逻辑控制技术,实现了对直线超声电机精密定位控制。利用宏微驱动控制模式对超声电机驱动的平台进行大行程、高精度定位实验研究,实验结果表明采用所提方法,当行程为5 mm时,稳态误差小于5 nm,能抑制系统的超调,改善系统动态性能。同时,由于直线超声电机动态保持力非常大,使得系统具有良好的抗扰动能力。
- 周丽平孙志峻张泉郭语
- 关键词：直线超声电机大行程
- 双柔性臂机器人的建模和主动振动控制被引量：1
- 2014年
- 针对双柔性臂机器人在操作过程中出现的结构振动和残余振动影响控制精度的问题,提出了采用多组压电换能器对柔性臂进行主动振动的控制方法。设计了基于超声电机驱动的双柔性臂机器人,采用拉格朗日法和假设模态法对双柔性臂进行了动力学建模,并考虑了在协作搬运过程中双柔性臂机器人需要满足的闭链约束条件。提出了采用独立关节PD反馈控制器和正位置反馈控制器相结合的混合控制方法。Matlab仿真表明,所提出的混合控制器能使柔性机器人在准确完成目标物体轨迹运动的同时,实现对柔性臂的振动抑制,提高了双柔性臂机器人的搬运精度和效率。
- 谭珍珍张泉刘伟健
- 关键词：刚柔耦合模型主动振动控制
- 直线超声电动机驱动的平面3-PRR并联平台视觉精密定位被引量：5
- 2014年
- 提出一种直线超声电动机驱动的平面3-PRR并联平台,研究并联平台视觉精密定位技术。给出并联平台结构并采用矢量链法得到并联平台运动学模型。针对并联平台动平台位姿测量问题,利用视觉系统作为反馈单元,通过图像处理技术对动平台上的人工特征中心定位,实现对动平台位姿精确测量;针对传统PID关节控制器在实际控制中问题,采用基于扰动观测器的并联平台支链控制器模型。试验结果表明:对于目标位置为(20 mm,20 mm),并联平台半闭环控制精度约为±500μm,而通过视觉定位精度达到±5μm。视觉定位较半闭环控制大幅提高了并联平台定位精度,能够满足并联平台大行程、高精度定位的需求。
- 周丽平张泉孙志峻
- 关键词：并联平台视觉定位图像处理
