简单机构的复杂运动

简单机构的复杂运动

一、简单机构的复杂运动(论文文献综述)

缪昱宣[1](2021)在《复杂运动下双基前视SAR信号处理技术研究》文中指出双基地合成孔径雷达(双基SAR)是一种将接收站和发射站分置在不同平台上的SAR成像新体制,系统构型比单基地SAR更灵活,除具有接收站静默等优势外,还能实现接收站前视成像,在军用和民用上均具有重要的应用价值。复杂运动双基前视SAR这种特殊的应用模式中,收发站的运动轨迹含有不可忽略的高阶分量,运动参数也不尽相同。要实现这种模式下的高分辨成像,需解决好回波信号建模与系统特性分析、方位模糊性问题以及高效高精度成像算法等关键问题,才能够使双基前视SAR成像技术适应飞行平台实际非理想的运动,并推广应用到高速飞行器等复杂平台。本文对这些问题进行了系统的分析和研究,主要成果如下:1、建立了复杂运动双基前视SAR的距离及回波模型,分析了回波信号的时频域特征、回波距离徙动和相位调制特性以及参数空变特性,得出了复杂运动下回波高阶参数更为显着和高阶空变性更为严重等结论,为成像算法的研究奠定了理论基础;2、提出了广适用波数谱双基SAR空间分辨模型,解决了在复杂运动条件下现有模型精度不足的问题,为复杂运动双基前视SAR的空间分辨性能预测及系统设计提供了更为可靠的依据;3、导出了通用的双基SAR方位栅瓣位置预测方程,阐明了方位频域模糊与方位栅瓣在本质、机理与规律上的不同,据此提出了基于栅瓣的无模糊方位采样条件,为复杂运动双基前视SAR的无模糊方位采样率设计提供了更为合理的准则;4、提出了极坐标格式深度波前弯曲校正双基前视SAR成像算法,通过级数反演等两种方法求解波前弯曲校正滤波器,分别解决了有限阶及非有限阶复杂轨迹下的回波空变问题,实现了高精度和较高效率的大场景一致聚焦;5、提出了两种统一解耦合空变滤波双基前视SAR成像算法,分别通过耦合波数变换和Keystone变换,实现不同空变或分辨率等级下的回波统一解耦降维,并由此实现低复杂度的空变相位校正,从而实现了保精度和更高效率的大场景一致聚焦。以上理论分析结论及方法均通过仿真计算进行了验证,证明了上述分析结论的正确性及方法的有效性。

常琳[2](2021)在《双足机器人复杂环境下定位、导航和规划》文中进行了进一步梳理双足机器人与地面非连续接触的运动特点使其能适应复杂路面,足式运动的结构特点使其便于跨越障碍和间隙,因此双足机器人具有机动性高、环境适应能力强等优点,其运动规划与控制一直是国内外机器人领域的研究热点。美国国防部举办的机器人挑战赛,展示了现有双足机器人技术的综合水准,也表明复杂环境下的双足机器人运动规划与控制是当前研究的主要方向。为提升机器人在复杂环境下的运动能力,本文围绕双足机器人复杂运动的轨迹规划与控制问题,开展了以下四个方面的研究:首先,大型双足机器人普遍具备完善的反馈控制框架以提升其运动稳定性,但对于硬件条件受限的双足机器人,由于缺少完善的反馈控制方法,难以实现稳定的双足行走。本文对双足机器人的运动模型与控制系统展开研究,基于线性倒立摆模型给出了双足步态规划的完整流程。结合行走稳定性分析,提出一种通用型双足步态反馈控制方法,采用惯性测量单元(IMU)、关节角度传感器和足底压力传感器数据作为反馈输入,通过质心轨迹反馈,实现了稳定的双足行走,降低了双足机器人稳定行走的硬件需求。其次,与轮式机器人同步建图与定位过程相比,双足机器人执行建图与定位算法时,其行走方向与行走距离难以精确控制,行走稳定性不高,对定位算法产生较大干扰。本文首先搭建了双足机器人视觉定位与导航系统,采用基于点云地图拼接的稠密地图进行导航,基于人工势场法实现了双足行走路径规划,并进行了路径柔顺处理与足迹序列生成。为提高机器人行走过程中的里程计估计精度,提出适用于双足机器人的里程计估计方法,先尝试使用粒子滤波方法处理IMU噪声,消除了着地冲击对里程计估计的影响。针对基于粒子滤波的IMU里程计存在累积误差的问题,提出一种多传感器融合的里程计估计方法,预先估计IMU的噪声参数,再基于扩展卡尔曼滤波方法,将视觉定位数据与IMU数据融合,估计机器人里程信息。实验表明多传感器融合的里程计估计方法可以消除由于双足机器人行走精度不足导致的累积误差,改善了里程计估计精度与机器人定位准确度。再次,对双足机器人失稳时的倒地保护规划展开研究。针对机器人在行走过程中有概率失稳摔倒的问题,分析了机器人倒地动力学与倒地保护约束,提出一种基于多目标优化的倒地轨迹优化方法。将双足机器人的小腿、大腿、躯干和手臂视为多阶倒立摆,通过分析倒地过程的运动方程和倒立摆稳定条件,模拟并规划了具有倒地保护能力的跌倒姿势。再结合运动学约束和物理约束,构建了摔倒轨迹改进的多目标优化算法,通过优化每个关节的角度和角速度,降低机器人跌落过程的角动量,从而实现最小动能着地。该方法减小了机器人与地面的冲击,降低了机器人硬件的损坏几率,通过仿真及样机实验验证了该方法的有效性。最后,由于双足机器人是多自由度的非线性复杂系统,在机器人上使用传统控制方法不能实现复杂环境下的稳定运动。本文对双足机器人复杂运动的轨迹规划问题展开研究。为改进现有复杂运动轨迹中足端轨迹计算繁杂,轨迹连接位置或速度不连续等问题,从机器人动力学模型入手,改进机器人上下楼梯、上下斜坡、曲线行走和一步转向等运动轨迹规划方法,简化运动轨迹中的几何计算,改善步态衔接时的轨迹连续性。为改进复杂运动轨迹的运动稳定性与灵活性,基于混合微粒群进化算法,考虑运动稳定性与轨迹连续性构建了ZMP约束和动能约束,结合双足机器人运动学约束对复杂运动轨迹进行轨迹优化,并基于小线段时间最优速度规划算法实现速度规划,改善了复杂运动时的ZMP稳定裕度与行走轨迹的动态特性。实验表明该方法有效的降低了双足机器人上下楼梯与斜坡运动的摔倒几率,增大了转向步态的最大单步转向角度,整体提高了机器人复杂环境下的运动稳定性与灵活性。综上所述,本文围绕复杂环境下双足机器人运动规划控制与定位导航相关问题展开研究,提出了适用于倒地运动与复杂行走的轨迹优化方法与多传感器融合的定位与导航方法,解决了机器人倒地保护、复杂环境运动等关键技术问题,为双足机器人规模化推广和应用奠定基础。

王亚阁[3](2021)在《五自由度串并联机器人机构耦合误差研究》文中指出随着机器人技术的不断成熟与完善,精度依旧是评价多自由度混联机器人的重要指标,也是多自由度混联机器人在高端机械领域能否被应用的性能指标。本文以五自由度串并联机构为背景,对五自由度串并联机构中耦合误差的问题展开研究。由于五自由度串并联机器人在运动过程中碰撞和磨损导致运动副产生径向间隙,且并联机构存在耦合特性,导致无法清晰分析五自由度串并联机器人在运动过程中产生误差的本质。基于此,本文以五自由度串并联机构运动副的径向误差间隙作为分析样本,研究五自由度串并联机器人运动副间隙误差对末端位置输出精度影响程度,为进一步研究和设计多自由度混联机构提供理论依据。论文主要研究内容:(1)提出了单开链单元-方位特征集原理对五自由度串并联机构进行构型综合,确定本文研究的五自由度串并联机构的连接方式及运动形式。该机构是由并联机构(3-PUU)和串联机构(2-R)组成,串联机构通过并联机构的动平台中心点相连接,最终形成五自由度串并联机构。分析结果表明,本文所提出的单开链单元-方位特征集原理数学严谨,通用性强,且能够得到机构运动副轴线之间相对方向、位置特征及机构支链位移特征等多重信息。(2)基于五自由度串并联机构运动形式,对五自由度串并联机构的位置和速度进行分析。提出一种针对并联机构运动的单开链单元-矢量解析法,建立其运动副位置矢量关系,求解位置正逆解。对串联机构位置正逆解求解,采用D-H法进行建模,并将两部分的位置正逆解集成。基于此,建立机构的速度模型,分析机构的运动状况,再采用Adams验证机构构型的正确性和合理性。(3)基于机构运动学基础,对五自由度串并联机构耦合误差进行分析,分析其耦合误差的对末端位置的影响。因此,提出一种单开链单元-局部指数积公式的方法,建立机构耦合误差模型。首先,分析并联机构支链中运动副径向间隙耦合误差对末端位置精度的影响,并建立支链耦合误差模型,在此基础上整合三支链耦合误差;其次,把串联机构建立支链误差模型;最后,将两部分误差模型叠加,得到五自由度串并联机构运动副径向间隙耦合误差模型。(4)通过Adams与Matlab联合仿真验证分析,验证并联机构和串联机构的误差对末端位置影响程度,以此来揭示五自由度串并联机构耦合误差特性。通过对样机末端位置精度实验研究,再与五自由度串并联机构仿真数据与进行比对,得出理论研究方案的可行性,从而把理论研究成果转化为工程实际应用。

林建平[4](2021)在《基于深度学习的视频帧间预测编码》文中进行了进一步梳理随着多媒体应用的兴起和人们对更高质量视频服务需求的增加,全世界的视频数据量一直在爆炸式增长。过去一年半以来,由于新冠疫情的爆发,人们被迫将大部分交流转移到网上,视频流量的增长进一步加速。如何高效压缩这些爆炸性增长的视频数据成为了多媒体计算、传输和存储的最严峻挑战。通过将视频压缩到更小尺寸的视频编码技术是关键解决方案之一。现有视频编码标准(包括高效视频编码H.265/HEVC和新一代的多功能视频编码H.266/VVC等)一直沿用基于块的混合编码框架,其中大多数模块都是人工设计、并且单独优化的,作为一个整体的系统很难做到全局最优。该框架经过三十多年的增量式发展,已经逐渐趋于饱和,单个传统技术在复杂度较小的约束下很难再有较大的性能增益。近年来,深度学习在视频帧插值、图像视频超分辨等底层视觉领域取得成功应用,如基于卷积神经网络的图像视频超分辨模型在重建效果上已经远远超过传统的基于插值的方法。本文研究如何将这些先进技术应用于视频编码领域,进一步提升视频帧间预测编码的性能。由于自然视频在时间维度是高度相关的,利用这种相关性的帧间预测编码技术是决定整个视频编码系统压缩性能的关键因素。但是,传统框架中的帧间预测编码具有如下三个缺陷:首先,传统框架使用基于块的平移或仿射运动模型进行运动估计和补偿,虽然具有计算效率高的优势,但无法有效刻画自然视频中的复杂运动。其次,传统框架中的所有帧间编码块都只在原始分辨率进行编码,当实际可用码率偏低,无法有效表达原始信号时,会导致严重的编码失真,而这种失真随着视频分辨率的增加会变得越来越严重。最后,由于传统框架是人工设计的复杂编码系统,为其设计的基于深度学习的帧间预测模块无法直接针对率失真目标函数进行端到端优化,只能使用启发式的方法引入码率和失真的约束,这样训练出来的神经网络模型通常不是编码性能最优的。本文的三个研究内容分别针对传统框架中帧间预测编码的三个缺陷而设计。论文的主要工作和技术创新如下:(1)针对传统框架中运动模型过于简单的问题,本文提出了基于深度学习和多参考帧的时域外插技术,用于补偿视频中的复杂高阶运动。具体地,本文从运动具有不同大小的特点出发,设计了多尺度逐级预测的时域外插网络,并且构建了合适的训练数据集用于网络训练。另外,考虑到运动具有一定随机性,外插帧不可能总是与当前帧保持运动对齐,本文将外插帧放入HEVC参考帧列表作为额外的参考帧使用。实验结果表明,本文提出的时域外插技术可以显着提升视频编码的性能。(2)针对传统框架中所有帧间编码块都只在原始分辨率进行编码的问题,本文提出了基于深度学习和块级下/上采样的帧间预测编码技术,用于实现局部自适应分辨率的帧间预测编码。具体地,本文为HEVC的P或B帧中每个编码块提供了选择低分辨率或高分辨率编码以及选择基于传统插值滤波器上采样或基于卷积神经网络上采样的灵活性。另外,本文还进一步研究了如何利用参考帧来增强卷积网络的上采样能力,并研究了如何使用压缩的视频序列来训练上采样网络。实验结果表明,提出的方法可以为低码率编码下的高清超高清序列提供超过5%的性能增益。(3)针对传统框架中基于深度学习的帧间预测编码模块无法端到端优化的问题,本文提出了基于多参考帧预测的端到端深度学习视频编码技术。具体地,本文分别在运动矢量域和像素域引入了两个新的基于多参考帧预测的模块,用于提升预测精度和增强重建质量:运动矢量域包括运动矢量预测和运动矢量改善模块,像素域包括运动补偿和残差改善模块。另外,为了解决复杂多模块系统难以优化的问题,本文进一步设计了渐进式训练策略直接针对率失真目标函数进行端到端优化。实验结果表明,提出的方法在编码性能上大幅超过之前同类的端到端编码方法。

袁博楠[5](2021)在《面向关节故障的空间机械臂容错控制方法研究》文中进行了进一步梳理空间机械臂具有灵活性高、操作能力强、工作范围广等特点,是空间站在轨建设与运营过程中不可缺少的重要装备。由于长期执行繁重复杂的在轨操作任务,空间机械臂关节极易故障。考虑到宇航员在轨维修故障关节的高成本、高风险特点,研究面向关节故障的空间机械臂容错控制方法,解决关节故障机械臂建模、规划、控制等问题,使机械臂继续服役,对于延长空间机械臂服役寿命具有重要理论意义与应用价值。关节自由摆动故障与锁定故障是严重影响空间机械臂服役可靠性的典型关节故障。关节自由摆动故障使空间机械臂丧失操作力输出能力,需调控并锁定故障关节以隔离故障影响,但锁定角度决定了机械臂后续服役能力大小,且机械臂运动/力耦合关系复杂,故障关节调控难度大。需分析关节自由摆动故障空间机械臂运动学及动力学耦合特性,研究规划控制方法,并以提升服役能力为准则优化故障关节锁定角度,实现故障处理。关节锁定故障空间机械臂服役能力较常态一定程度退化,需评估任务可完成性并规划可行任务轨迹,使关节故障机械臂执行任务。本论文以安装在自由漂浮航天器基座的空间机械臂为研究对象,针对关节自由摆动故障空间机械臂复杂运动/力耦合关系解耦、运动规划及欠驱动控制、故障关节锁定角度优化等关键问题,以及关节锁定故障空间机械臂任务可完成性评估及轨迹规划等容错控制的关键技术开展深入研究,确保关节故障空间机械臂在轨可靠服役。本论文的主要工作如下:1 关节自由摆动故障空间机械臂运动学及动力学耦合特性分析。分别推导健康关节与故障关节、基座、末端运动/力映射关系,建立运动学和动力学耦合关系,证明其同属混合阶非完整约束,实现复杂运动/力耦合关系解耦,指出关节自由摆动故障空间机械臂是包含混合阶非完整约束的全新欠驱动系统。定义运动学及动力学耦合程度指标,定量表征健康关节对被控单元的调控能力。仿真实验展示了基于运动规划策略,关节自由摆动故障空间机械臂能够以较高精度调控各类被控单元,证明了运动学耦合关系的正确性,并给出了耦合程度指标的具体应用实例。2关节自由摆动故障空间机械臂欠驱动控制方法研究。针对模型不确定性及力矩扰动作用,介绍传统终端滑模欠驱动控制方法,讨论未知不确定性及扰动下控制参数选择困难的问题,以及抖振消除与鲁棒性变差的矛盾。融入自适应模糊控制,根据被控单元状态估计并补偿不确定性及扰动作用,使滑模控制稳定性及鲁棒性突破参数选择限制。仿真证明了相比传统终端滑模控制,自适应模糊终端滑模控制可使调控被动关节的主动关节力矩最大值下降60%以上,且滑模面稳态误差减小近一个数量级,控制鲁棒性增强,实现了未知不确定性及扰动作用的精确估计与补偿,为空间机械臂自由摆动故障关节调控提供了有效手段。3空间机械臂自由摆动故障关节锁定角度优化。面向负载操作任务,梳理受故障关节锁定角度影响且决定任务可靠执行的空间机械臂运动性能与操作能力指标,建立锁定角度优化准则。利用灰色系统关联熵理论,高效构建综合性能评价指标,并基于综合性能评价指标实现故障关节锁定角度优化。仿真展示了基于灰色系统关联熵理论的多指标综合效率较传统熵值法提升80%以上,且故障关节锁定于最优锁定角度时机械臂后续性能退化程度最小,证明了综合性能评价指标正确性,及其用于锁定角度优化有效性。4空间机械臂任务可完成性评估与轨迹规划方法研究。考虑任务执行中基座偏转限制需求,定义反映任务要求及基座耦合运动特点的表征变量选取准则。按固定、姿态受限、自由漂浮基座控制模式划分表征空间,获得满足任务要求及基座偏转限制的表征空间,建立任务可完成性评估及轨迹规划策略。针对空载转位及负载操作应用表征空间分析方法,展示空间机械臂典型任务执行效果。表征空间建立了状态迁移规律与任务执行的映射,为开展空间机械臂任务可完成性评估与轨迹规划提供通用化实施手段,确保关节锁定故障空间机械臂可靠执行在轨操作任务。5面向关节故障的空间机械臂容错控制实验研究。设计由气浮系统、机械臂系统、仿真软件及各类传感器组成的容错控制实验系统,开展关节自由摆动故障空间机械臂运动规划、欠驱动控制,及基于表征空间分析方法的空间机械臂轨迹规划实验,验证空间机械臂容错控制技术中关键理论方法的可行性和有效性。

汤纬地[6](2021)在《基于表面肌电的上肢运动分析关健技术研究》文中指出人体运动的产生依赖于骨骼肌在中枢神经的刺激下收缩并带动骨以关节为支点定向运动。在运动过程中,骨骼肌收缩会产生肌电(electromyogram,EMG)信号,其承载了运动神经驱动信息,能够反映运动的状态和意图。其中,表面肌电(surface EMG,SEMG)信号由皮肤表面无创采集得到,操作过程简单方便,十分适用于人体运动分析研究。基于SEMG的运动分析,既包括分析运动的产生机制、探究运动功能障碍的病理、评价运动健康状态,也包括捕获运动行为、理解运动意图、实现以运动信息为控制指令的人-机接口应用,均具有重要的研究意义。准确地解析运动状态和理解运动行为都依赖于SEMG信号处理技术的突破。具体地,在运动健康分析方面,尽管SEMG分析被认为是一种非常有前景的无创检测神经肌肉病变和客观定量评价运动功能障碍的工具和手段,但尚未形成系统的评价方法体系,特别是评价指标和方法的性能以及临床意义有待进一步的提高和验证。在运动意图分析方面,尽管基于模式识别的多自由度肌电控制技术展示了良好的应用前景,但其局限于对多种预定义的、非连续的动作模式进行顺序识别,缺乏对连续运动全过程的刻画分析。此外,肌疲劳对肌电控制的性能呈现负面影响,其机制尚不清楚且克服肌疲劳影响的方法和手段仍不成熟。针对上述缺乏有效的临床诊断指标及评估方法和难以准确估计连续运动信息两个关键问题,论文以发展SEMG信号处理技术为目标,以灵巧且具有重要功能的人体上肢运动作为研究对象,开展了复杂神经肌肉病变诊断、外周神经损伤(peripharal nerve injury,PNI)后运动功能损伤评定,以及关节运动量连续估计的关键技术研究,提出了有效方法和解决方案。本论文的主要研究内容与研究成果如下:(1)针对脑卒中偏瘫肌肉存在复杂病变且缺乏有效的SEMG诊断方法这一问题,提出了基于SEMG聚类索引指标的神经肌肉病变诊断方法,并用于检查偏瘫侧近、远端肌肉运动单位(motorunit,MU)病变情况的异同。从脑卒中上肢偏瘫患者的双侧和健康受试者的利手侧的肱二头肌、鱼际肌、第一骨间背侧肌分别采集在不同力度水平下进行等长收缩的SEMG信号,并选用聚类索引分析方法对每块肌肉的MU病变情况进行检查和对比。研究发现脑卒中后偏瘫肌肉MU病变类型较为复杂,既存在神经源性病变也存在肌源性病变。特别地,在个体层面上两块远端肌肉的病变类型表现出了很高的一致性,但在近、远端肌肉间未发现明显的相关性。在此基础上,从病理机制角度对上述研究发现给予了合适的解释。该工作不仅有助于揭示脑卒中偏瘫的病理机制,为临床诊断和治疗提供指导,也验证了基于SEMG的神经肌肉病变的无创诊断技术具有重要的实际应用价值。(2)针对外周神经损伤(PNI)的评定面临巨大的临床需求但尚缺乏定量且便捷的评价分析技术这一现状,该工作致力于通过分析PNI发生后可能出现的SEMG改变和功能异常构建用于上肢外伤性PNI评定的SEMG无创诊断与评估技术。依据解剖学知识设计了 SEMG信号采集位点与运动测试任务,提出一套量化评估方法框架进行SEMG信号处理和分析,包括对上肢PNI存在性评定和对单根神经损伤程度评估两个模块,最后给出对前臂正中神经、尺神经和桡神经外伤性损伤程度的量化评估结果。实验募集了 7名上肢PNI受试者和10名健康受试者,所提方法的量化评估结果与临床常规评估结果具有很高的一致性,证明了所提方法的有效性。此外,相比于传统的临床电生理诊断法,所提方法兼顾运动功能评估和神经完整性评估,评估结果更能反映待测者相关神经损伤对应的实际运动功能水平。(3)针对当下常规的基于SEMG的肘关节连续运动角度估计方法性能有限,无法支持复杂的运动状态下的运动估计这一技术瓶颈,提出了肘关节动态运动量连续估计方法。以假设肘关节动态屈曲、伸展和悬停三种运动对应不同的原动肌-拮抗肌收缩平衡态为基础,提出了基于平衡态的肘关节角度估计方法。所提方法包括检测运动转向和悬停起止的平衡态数据分割,并基于不同的平衡态分别建立SEMG-肌力-关节角度的希尔模型和力学模型,实现对连续运动的关节角度估计。实验设计了多种包含有各种复杂情境如自由转向和悬停的肘关节运动任务进行测试,并与四种同类方法进行对比。结果表明,所提方法在各种任务测试下均可以有效提升肘关节运动角度的估计精度,特别在有转向和悬停情况时具有显着性能提升。(4)针对肌疲劳影响SEMG信号成分进而造成肘关节角度估计性能下降的问题,提出了肌疲劳状态下的肘关节角度估计方法。研究发现一部分疲劳敏感型受试者在疲劳诱导的动态运动中呈现SEMG均方根幅值明显增加,频谱下移等变化,特别是SEMG信号低频段的均方根幅值在疲劳过程中增长最为明显。据此,提出了基于频带优选的SEMG滤波方法,实现对疲劳状态的SEMG输入进行修正。结果表明对于疲劳敏感型受试者,当SEMG信号先经过下截止频率为100Hz的高通滤波后,再进行肘关节连续运动角度的估计,可以达到较高的精度,克服了疲劳状态的影响。该研究发现也进一步验证了疲劳状态下的SEMG信号特性改变可能与I型(慢型)肌纤维募集增加有关。

李皆乐[7](2021)在《浮动滚子/平底推杆—盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合与软件开发》文中提出德国海德堡高速印刷机送纸机构是一种典型的“浮动推杆-盘形凸轮机构”,本文将连杆-摇杆间许用压力角条件引入已有机构性能评价体系中,重新对其三种演化机构的Ⅰ类尺寸综合问题进行研究。浮动正半径滚子/平底推杆-盘形凸轮机构尺寸综合理论皆是基于类速度图原理,通过提出“三力汇交点瞬时区间套”、“凸轮滚子接触点瞬时区间套”、满足双压力角条件的“瞬时区域套/边界”等概念,分析总结两种传动性能条件下瞬时解域/边界的规律性结论,进而对“整程区域套/边界”加以讨论并给出解析表达,最终提出最紧凑机构解的求解方法,较为圆满的解决了满足双压力角条件的浮动正半径滚子推杆-盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合问题。其中浮动平底推杆-盘形凸轮机构尺寸综合还要考虑运动保真的问题,本文基于离散边界及右手定则给出了运动保真性校核的方法,并通过分析凸轮轴心解域特征,给出最紧凑机构解的求解方法,较为圆满的解决了满足双压力角条件的浮动平底推杆-盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合问题。以浮动负半径滚子推杆-盘形凸轮机构为研究对象,提出五项机构约束条件及校核方法,通过构建尺寸坐标系O-r0Ru0,划定尺寸域Ω(r0,R,u0)及“离散-网格”等方法,解得满足单一约束条件的解域及边界线,进而对这些解域求交得到归并约束下的边界/解域,借由Matlab揭示了尺寸解空间Ωall的存在及空间曲面(?)Ωall的特征,最终提出最紧凑机构解的求解方法,较为圆满的解决了满足五项机构约束条件的浮动负半径滚子推杆-盘形凸轮机构Ⅰ类尺寸综合问题。最后,本文在Visual Basic2019上完成了各类机构Ⅰ类尺寸综合可视化软件的开发,通过以上对三种演化机构所做的研究以及对照比较,验证了引入新机构性能指标的必要性,揭示了新旧许用压力角条件解域间的内在联系,对于凸轮-连杆组合机构尺寸综合的理论发展及实际应用有着重要意义。

周锋财[8](2021)在《乏油条件下球轴承沟道的磨损演化研究》文中提出沟道磨损是球轴承的主要失效形式之一。沟道的磨损将改变滚动体和沟道接触的表面形貌,从而进一步影响球轴承的使用寿命。轴承沟道磨损的形成有一定的过程而且受摩擦表面的相对运动和接触力学等多因素的影响。球轴承滚动体在相对沟道运动时会产生滑动、自旋、陀螺等复杂运动形式。这些复杂运动会产生不同的接触条件,进而影响沟道的磨损形貌。同时,润滑剂会在滚动体和沟道之间形成一层油膜,当润滑不充分时,沟道的磨损情况会明显加剧。而磨损加剧后,球与沟道的摩擦力矩增大,从而产生摩擦生热现象,导致轴承热失效。所以明确球轴承沟道的磨损演化进程和影响因素对于轴承的寿命预测具有重要意义。首先,论文以球轴承为例,基于Hertz点接触理论将弹性球-曲沟道等效成刚性球-直沟道以方便后续研究,球-沟道接触模型等效前后的接触应力大小和分布情况与真实模型一致。并采用有限元工具Abaqus建立球-沟道的三维等效接触模型,基于此模型,耦合Archard磨损理论二次开发了子程序UMESHMOTION,该二次开发程序能有效模拟轴承沟道表面的磨损情况。其次,基于边界润滑状态下,考虑到滚动轴承运行工况的复杂性,进行了轴承沟道的多因素磨损研究,例如径向载荷、磨损次数和轴承复杂的运动形式等。结果表明:轴承沟道的磨损深度会随着轴承径向载荷以及磨损次数的增加而加深,并且呈现出线性增长的情况;滚动体的自旋运动、陀螺运动和滑动等对沟道的磨损演化、磨损形貌有严重影响,出现变化的主要原因是上述复杂运动改变了滚动体和沟道接触区域的微区滑动。其中滚动体的滑动和陀螺运动以及组合运动对沟道的磨损影响最为严重。然后,论文研究了混合润滑对滚动体和沟道的接触及磨损的影响。实际上,球轴承在运行时需要流体润滑方能平稳长久运行,润滑剂会在接触区域形成一层油膜来承担接触压力并改善接触工况。而当轴承处于混合润滑时,球-沟道接触区域不能形成完整油膜以至于接触情况变得恶劣,磨损也随之加剧。故论文在此研究了轴承接触区域随乏油程度改变而变化的摩擦参数,并对不同混合润滑条件下的沟道磨损进行了有限元研究,结果表明润滑剂能很大程度上改善轴承沟道的磨损情况。最后,论文研究了轴承沟道处于乏油润滑时,球与沟道的摩擦生热及磨损情况。结果显示:球轴承的主要热源为钢球与沟道接触时产生的摩擦热,球-沟道切向摩擦力性能决定了复杂运动形式下的沟道温度场分布结果。球滚动时造成的轴承摩擦生热量较小,陀螺运动和滑动对轴承摩擦生热影响最大。当球-沟道的摩擦生热现象会变得严重时,轴承由于热传导温度持续增加。温度上升后,材料的热力学性能导致了球-沟道接触椭圆区域变大,接触应力减小,轴承沟道的磨损率未发生明显变化。

彭杰[9](2020)在《基于复杂运动的多尺度红外图像非均匀校正技术研究》文中指出在红外成像系统中,红外焦平面探测器是成像质量好坏的首要因素。然而,由于制作工艺和材料的特性,导致在整个焦平面上每个像素点对相同的温度表现出灰度响应不一致,在得到的成像图像上表现为斑块状的低频非均匀性和条纹状的高频非均匀性,即固定图案噪声。此外,由于探测器工作过程中随着时间变长,周围温度发生漂移导致探测器的响应也会随之发生改变,为了弥补这些不足,许多基于场景的NUC(SBNUC)技术被提出,在一定程度上克服了IRFPA漂移响应所造成的校正误差。红外图像的非均匀性会导致图像质量和外观的严重退化。因此基于场景的非均匀校正算法越来越受到研究者的重视,它可以分成不同的种类,例如时域高通滤波非均匀性校正算法、神经网络非均匀性校正算法、常值统计非均匀性校正算法和图像配准非均匀性校正算法[1]。所有这些算法各有自己的优点和缺点。比如时域高通滤波算法专注于校正非均匀性的偏移参数,它是基于构造一个时域高通滤波器来计算原始图像的数值预期。该算法计算简单,但是需要很多的原始图像来参与校正过程。它不能校正非均匀性的增益系数,这样会带来严重的图像退化和鬼影。神经网络非均匀性校正算法,这个算法优点是计算方便,但是缺点也是会造成图像退化和轮廓鬼影,收敛速度慢,低频空间噪声校正能力差。恒定常数统计法是基于统计平均值与所有像素的数据帧偏差趋近相等来提出的。对于低频空间噪声校正性能较好,但是对于一个场景来说需要相当长的计算时间来进行数值计算过程,并且还存在鬼影现象。同时当采用常值统计方法之前场景图像反转的时候鬼影就出现了,这会对视觉性能有很严重的影响。和这些方法相比,配准非均匀性校正利用图像配准技术来建立图像序列像素之间的关系,同时更新修正系数。配准算法的收敛速度比其他方法更快。只需要几十个或者更少的帧数来估计出校正系数。另外,图像修复质量比其他方法更加好。基于场景的非均匀性校正(SBNUC)已成为处理NU的一种非常有效的方法。虽然许多SBNUC方法已经被世界各国的研究人员开发出来,但很少有一种方法具有良好的校正性能,能够应用于小型封装实时设备。本文提出了一种基于复杂运动下的红外图像的非均匀性校正技术。我们发明了一种新的投影估计器来计算相邻帧的相对位移。在不降低精度的前提下,采用傅里叶梅林算法在极坐标系内进行投影,确定相邻帧间旋转矢量、缩放矢量、行投影矢量和列投影矢量分别计算多维情况下的位移;在确定了相邻帧间的空间变换后,采用一种全新的配准算法来完成相邻帧间的配准,同时利用一种改进的增益系数校正方法[4],利用校正后的偏置系数来校正增益系数,通过澄清这两个系数之间的内在关系,联动地完成某帧图像的增益系数和偏置系数的自适应优化,最终实现对存在复杂运动的红外图像的非均匀性校正。我们还深入分析了这项技术在包含低频和高频NU的实际红外视频序列中的表现。此课题在红外图像处理领域具有种重要的理论意义和实用价值。

徐力智[10](2020)在《航空摆扫式成像光谱仪成像质量研究》文中认为高光谱成像技术将光学成像技术与光谱分析技术有机地结合在一起,在获取目标的二维空间信息的同时,也获取了目标的光谱信息,从而对目标的几何形状和光谱特征进行分析和识别。高光谱遥感兴起于20世纪80年代遥感技术的发展,是当前遥感的前沿技术,它具有光谱分辨率高、光谱波段数多、信息量丰富等特点,可以广泛应用于地质勘查、海洋研究、农业生产等诸多领域。机载摆扫式成像光谱仪作为高光谱遥感成像的一种应用方向,具有成像视场大、成本低、使用方便、机动性好等优点,这对于高光谱遥感成像在民用领域的推广应用具有十分重要的意义。本文以机载摆扫式成像光谱仪为研究对象,为了提高成像光谱仪的成像性能,针对光学系统的成像质量展开研究,重点研究了光谱仪总体方案设计、仪器各项误差引起的像移量的计算以及复杂运动下系统调制传递函数(MTF)的计算三个方面。本文主要的研究工作如下:首先,介绍了机载成像光谱仪的应用需求,确定了光谱仪的总体设计方案以及指标;完成了光学系统的设计,详细介绍了系统各部件的相关参数;确定了摆扫成像的方案,重点介绍了三面摆扫镜的镜面以及口径设计;分析了光谱仪动态成像过程,模拟了地面成像轨迹以及像元对应关系,研究了仪器误差对图像拼接过程的影响,完成了图像的校正;介绍了光谱仪设计方案的优势,总结了目前存在的问题,为之后的研究内容奠定了基础。其次,基于仪器的光机结构定义了成像过程中的八个坐标系,利用齐次坐标变换法建立了航空摆扫式成像的成像链路模型;分析了仪器的各项误差,重点研究了三面摆扫镜自身的加工装调误差对成像链路模型的影响,计算了系统存在误差情况下像面上的像移量;分析了三面镜各项误差对像移量的影响,并结合总体指标对成像光谱仪的各项误差进行了合理的分配,采用蒙特卡洛法仿真了系统的像移量;通过软件仿真验证了成像链路模型的正确性,证明了本文设计的三面镜摆扫成像方案能够满足高图像质量的要求。最后,研究了复杂运动形式的像移对成像系统MTF的影响,提出了一种计算由像移引起的系统MTF变化的通用模型,分析了单一运动形式的像移对系统MTF影响;之后,将计算模型应用在了线性像移运动与高频、低频正弦振动混合的情况,利用第一类贝塞尔函数的无穷项之和简化了公式,得到了MTF的解析表达式,计算了由于取有限项贝塞尔级数之和引起的截断误差,从而得到了MTF的数值解,并对结果进行了分析;为了验证计算模型的正确性,提出了一种利用ZEMAX和MATLAB软件模拟光学系统中像点位移对系统MTF影响的仿真方法;完成了验证实验,实验结果与MTF计算结果相符,验证了计算模型以及仿真模型的正确性,最后,仿真了光谱仪存在误差情况下获取图像成像质量的变化,仿真结果与公式计算结果相符。本文从光谱仪的方案设计、航空成像像移计算、复杂像移下MTF的计算三个方面完成了机载摆扫式成像光谱仪的成像质量研究,研究内容能为航空摆扫式成像光谱仪的指标设计以及图像复原提供理论基础以及技术指导,对推动机载成像光谱仪的研制与应用具有重要的工程应用价值。

二、简单机构的复杂运动(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、简单机构的复杂运动(论文提纲范文)

(1)复杂运动下双基前视SAR信号处理技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究历史与现状
        1.2.1 双基SAR成像系统及试验
        1.2.2 双基SAR成像理论
        1.2.3 双基SAR成像算法
        1.2.4 存在的问题
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 复杂运动双基前视SAR回波模型与系统特性分析
    2.1 距离历史与回波信号模型
        2.1.1 成像几何与平台轨迹
        2.1.2 距离历史模型
        2.1.3 回波信号模型
    2.2 回波特性分析
        2.2.1 回波信号各域基本特征
        2.2.2 点目标回波信号特性
        2.2.3 场景回波二维空变性
    2.3 空间分辨性能
        2.3.1 广适用的波数谱双基SAR空间分辨模型
        2.3.2 复杂运动下前视分辨性能预测仿真
    2.4 本章小结
第三章 适用于复杂运动的双基SAR方位模糊性研究
    3.1 双基SAR方位栅瓣及特性分析
        3.1.1 实阵列与合成孔径阵列的空间模糊性
        3.1.2 实阵列与合成孔径阵列特性分析及对比
    3.2 栅瓣预测与无模糊采样准则
        3.2.1 图像栅瓣产生机理与位置预测
        3.2.2 规避栅瓣的方位采样准则
        3.2.3 方位栅瓣与方位频谱混叠的差异分析
    3.3 本章小结
第四章 极坐标格式深度波前弯曲校正成像算法
    4.1 单/双基SAR的极坐标格式成像算法概述
        4.1.1 单基SAR极坐标格式算法原理
        4.1.2 双基SAR算法原理与仿真分析
    4.2 波数变换反演波前弯曲校正方法
        4.2.1 双基波前弯曲误差模型及分析
        4.2.2 复杂运动下波前弯曲相位的波数域模型
        4.2.3 空变波前弯曲校正的实现流程
        4.2.4 仿真验证及算法适用性
    4.3 直接数值变换波前弯曲校正方法
        4.3.1 方法原理及实现
        4.3.2 仿真验证及算法适用性
    4.4 本章小结
第五章 统一解耦合空变滤波成像算法
    5.1 耦合波数成像算法
        5.1.1 回波波数域耦合性分析
        5.1.2 耦合波数映射与波数域统一解耦
        5.1.3 波数域一维空变相位滤波器及实现方法
        5.1.4 算法复杂度分析及仿真验证
    5.2 多普勒域空变滤波成像算法
        5.2.1 一致压缩与Keystone变换粗成像
        5.2.2 多普勒域一维空变相位滤波的实现
        5.2.3 算法复杂度分析及仿真验证
    5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

(2)双足机器人复杂环境下定位、导航和规划(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 双足机器人国内外发展现状
        1.1.1 双足机器人国外发展现状
        1.1.2 双足机器人国内发展现状
        1.1.3 中小型双足机器人平台发展现状
    1.2 双足机器人步态规划及稳定性研究现状
        1.2.1 双足机器人步态规划方法现状
        1.2.2 双足机器人稳定性判断依据现状
    1.3 双足机器人SLAM现状
    1.4 双足机器人倒地运动规划研究现状
    1.5 双足机器人复杂运动规划研究现状
    1.6 本文主要研究内容和意义
        1.6.1 研究的目的和意义
        1.6.2 本领域科学问题
        1.6.3 本文主要研究的内容
第2章 基于ZMP和倒立摆模型的双足机器人步态规划与控制方法
    2.1 引言
    2.2 双足机器人运动学模型
    2.3 双足机器人行走稳定性
        2.3.1 基于零力矩点的稳定性判据
        2.3.2 ZMP的测量
        2.3.3 ZMP与机器人运动的关系
    2.4 基于倒立摆模型的双足步态轨迹规划
        2.4.1 线性倒立摆模型
        2.4.2 着地相轨迹规划
        2.4.3 摆动相轨迹规划
    2.5 通用型双足步态反馈控制方法
    2.6 全自主双足机器人系统
        2.6.1 硬件系统
        2.6.2 软件系统
        2.6.3 机器人平台对比
    2.7 双足机器人行走实验
    2.8 本章小结
第3章 基于多传感器融合的复杂环境下双足机器人定位和导航
    3.1 引言
    3.2 双足机器人视觉定位与导航系统构架
        3.2.1 双目视觉定位系统
        3.2.2 基于ORB-SLAM的建图与定位
    3.3 稠密地图转换与导航地图生成
        3.3.1 构建稠密点云地图
        3.3.2 地图存储与转换
        3.3.3 构建全局二维导航地图
    3.4 双足机器人导航路径与足迹序列生成
        3.4.1 基于人工势场法的双足行走路径规划
        3.4.2 导航路径柔顺与足迹序列生成
    3.5 基于粒子滤波的IMU数据融合里程计
        3.5.1 粒子滤波器设计
        3.5.2 基于粒子滤波的里程计估计
    3.6 基于TCN的多传感器融合里程计
        3.6.1 基于EKF的IMU预测
        3.6.2 IMU更新
        3.6.3 基于数据融合的里程计更新
        3.6.4 基于TCN的IMU噪声估计
    3.7 双足机器人SLAM实验
        3.7.1 双足机器人定位导航实验
        3.7.2 双足机器人里程计实验
    3.8 本章小结
第4章 基于多目标优化的双足机器人倒地保护研究
    4.1 引言
    4.2 倒地状态分析
        4.2.1 双足机器人倒地ZMP判据
        4.2.2 四阶倒立摆的运动方程
    4.3 双足机器人倒地动力学分析
        4.3.1 双足机器人倒地处理
        4.3.2 倒地运动角动量分析
        4.3.3 倒地运动关节力分析
    4.4 双足机器人倒地优化约束条件
        4.4.1 运动学约束
        4.4.2 实际物理约束
    4.5 双足机器人倒地保护轨迹多目标优化方法
        4.5.1 双足机器人倒地优化分析
        4.5.2 改进动态多目标优化算法
        4.5.3 稳定性优化
        4.5.4 角动量优化
    4.6 双足机器人倒地保护实验
    4.7 本章小结
第5章 基于混合微粒群进化算法的双足机器人复杂运动轨迹规划
    5.1 引言
    5.2 双足机器人运动规划约束条件
    5.3 双足机器人复杂运动轨迹规划
        5.3.1 楼梯运动
        5.3.2 上下斜坡运动
        5.3.3 曲线行走运动
        5.3.4 一步转向运动
    5.4 基于微粒群算法的复杂运动轨迹优化
        5.4.1 混合微粒群进化算法
        5.4.2 复杂运动轨迹优化算法
        5.4.3 算法对比实验
    5.5 基于小线段时间最优速度规划算法
        5.5.1 基于可达性分析的时间最优速度规划
        5.5.2 基于可达性分析的时间最优问题算法
        5.5.3 分段时间最优速度规划算法
        5.5.4 时间最优速度规划算法仿真与实验
    5.6 双足机器人复杂运动实验
        5.6.1 走楼梯实验
        5.6.2 走斜坡实验
        5.6.3 一步转向实验
        5.6.4 复杂运动综合仿真实验
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历

(3)五自由度串并联机器人机构耦合误差研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 论文的研究背景及意义
    1.3 串并联机器人研究综述
        1.3.1 串联机器人研究现状分析
        1.3.2 并联机器人研究现状分析
        1.3.3 串并联机器人研究现状分析
    1.4 串并联机器人理论研究综述
        1.4.1 串并联机器人构型综合研究现状分析
        1.4.2 串并联机器人运动学研究现状分析
        1.4.3 串并联机器人耦合误差研究现状分析
    1.5 论文的结构安排
第2章 五自由度串并联机器人构型综合
    2.1 单开链单元分析
    2.2 方位特征集分析
    2.3 五自由度串并联机构设计
        2.3.1 并联机构设计
        2.3.2 串联机构设计
    2.4 本章小结
第3章 五自由度串并联机器人运动学建模
    3.1 并联机构关节坐标系的建立
    3.2 位置正解分析
        3.2.1 并联机构正解
        3.2.2 串联机构正解
        3.2.3 五自由度串并联机构位置正解
    3.3 位置逆解分析
        3.3.1 串联机构逆解
        3.3.2 并联机构逆解
        3.3.3 五自由度串并联机构位置逆解
    3.4 并联机构速度分析
    3.5 串并联机构末端速度分析
    3.6 串并联机构运动仿真分析
    3.7 本章小结
第4章 五自由度串并联机器人耦合误差建模
    4.1 并联机构耦合误差建模
        4.1.1 并联机构支链运动误差模型
        4.1.2 并联机构耦合误差模型
    4.2 串联机构误差建模
    4.3 五自由度串并联机构耦合误差建模
    4.4 本章小结
第5章 五自由度串并联机器人耦合误差仿真分析
    5.1 并联机构耦合误差仿真分析
        5.1.1 并联机构位置逆解误差仿真分析
        5.1.2 并联机构关节误差源仿真分析
    5.2 五自由度串并机构轨迹耦合误差分析
        5.2.1 并联机构轨迹耦合误差分析
        5.2.2 串联机构关节误差仿真分析
    5.3 本章小结
第6章 五自由度串并联机器人实验研究
    6.1 实验平台搭建
        6.1.1 主控制器的选择
        6.1.2 驱动电机的选择
        6.1.3 测量设备的选择
    6.2 五自由度串并联机构末端位置误差实验研究
        6.2.1 实验方案
        6.2.2 实验结果分析
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
附录
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果

(4)基于深度学习的视频帧间预测编码(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究历史和现状
        1.2.1 传统框架的帧间预测编码技术
        1.2.2 基于帧插值的预测编码技术
        1.2.3 基于下/上采样的预测编码技术
        1.2.4 端到端深度学习图像/视频编码技术
    1.3 主要工作和创新之处
    1.4 章节组织
第2章 基础知识
    2.1 HEVC简介
        2.1.1 HEVC标准的背景和发展
        2.1.2 HEVC的编码框架
        2.1.3 HEVC的块划分结构
        2.1.4 HEVC的帧内预测
        2.1.5 HEVC的帧间预测
        2.1.6 HEVC的变换和量化
        2.1.7 HEVC的环路滤波
        2.1.8 HEVC的熵编码
    2.2 深度学习简介
        2.2.1 机器学习概述
        2.2.2 前馈神经网络
        2.2.3 卷积神经网络
        2.2.4 生成对抗网络
第3章 基于深度学习和多参考帧的时域外插技术
    3.1 技术背景及研究动机
    3.2 提出的方法
        3.2.1 网络结构
        3.2.2 训练数据的获取
        3.2.3 训练方法
        3.2.4 将网络集成进HEVC
    3.3 实验
        3.3.1 训练设置
        3.3.2 和HEVC相比
        3.3.3 和(Mathieu et al.,2015)的帧外插模型相比
    3.4 本章小结
第4章 基于深度学习和块级下/上采样的帧间预测编码技术
    4.1 现有技术及研究动机
    4.2 提出的方案
        4.2.1 方案的整体框架
        4.2.2 上采样网络
        4.2.3 训练数据的生成
        4.2.4 集成进HEVC
    4.3 实验结果
        4.3.1 网络训练
        4.3.2 实验配置
        4.3.3 实验结果和分析
        4.3.4 验证性结果和消融研究
    4.4 本章小结
第5章 基于多参考帧预测的端到端深度学习视频编码技术
    5.1 技术背景及研究动机
    5.2 提出的方案
        5.2.1 方案的整体框架
        5.2.2 多尺度对齐的运动矢量预测网络
        5.2.3 运动矢量改善网络
        5.2.4 基于多参考帧的运动补偿网络
        5.2.5 残差改善网络
        5.2.6 训练策略
    5.3 实验结果
        5.3.1 实验配置
        5.3.2 整体性能
        5.3.3 消融实验
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

(5)面向关节故障的空间机械臂容错控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 空间机械臂容错技术研究现状
    1.3 面向关节故障的空间机械臂容错控制关键技术研究现状
        1.3.1 欠驱动机械臂运动学及动力学耦合特性分析方法
        1.3.2 欠驱动机械臂运动规划与控制方法
        1.3.3 机械臂自由摆动故障关节锁定角度优化方法
        1.3.4 机械臂任务可完成性评估与轨迹规划方法
    1.4 空间机械臂容错控制技术研究现状总结
    1.5 主要研究对象
    1.6 主要研究内容
第二章 关节自由摆动故障空间机械臂运动学及动力学耦合特性分析
    2.1 引言
    2.2 关节自由摆动故障空间机械臂运动学耦合关系
        2.2.1 空间机械臂运动学方程
        2.2.2 运动学耦合关系及其非完整约束特性
        2.2.3 关节自由摆动故障空间机械臂运动规划策略及运动学耦合程度指标
    2.3 关节自由摆动故障空间机械臂动力学耦合关系
        2.3.1 关节自由摆动故障空间机械臂Lagrange动力学方程
        2.3.2 动力学耦合关系
        2.3.3 动力学耦合关系非完整约束特性
    2.4 动力学可控性分析与动力学耦合程度指标设计
        2.4.1 主动关节对被控单元的可控性分析
        2.4.2 全局运动学及动力学耦合程度指标
    2.5 关节自由摆动故障空间机械臂运动规划任务仿真及耦合程度应用
        2.5.1 基于运动规划的关节自由摆动故障空间机械臂任务仿真
        2.5.2 关节自由摆动故障空间机械臂耦合程度分析与耦合程度指标应用
    2.6 小结
第三章 关节自由摆动故障空间机械臂欠驱动控制方法研究
    3.1 引言
    3.2 模型参数精确且无扰动状态下的PD欠驱动控制系统
        3.2.1 面向在轨操作任务的关节自由摆动故障空间机械臂欠驱动控制原理
        3.2.2 关节自由摆动故障空间机械臂PD欠驱动控制系统
        3.2.3 基于PD欠驱动控制的关节自由摆动故障空间机械臂任务仿真
    3.3 模型不确定性及力矩扰动作用下的终端滑模欠驱动控制系统
        3.3.1 被控单元的滑模面趋近律选择
        3.3.2 终端滑模面函数选择与终端滑模控制律设计
        3.3.3 模型不确定性及力矩扰动作用下终端滑模欠驱动控制系统稳定性分析
        3.3.4 终端滑模控制的“抖振”现象与消除
        3.3.5 基于终端滑模欠驱动控制的关节自由摆动故障空间机械臂任务仿真
    3.4 自适应模糊终端滑模欠驱动控制系统
        3.4.1 自适应模糊控制原理
        3.4.2 自适应模糊终端滑模欠驱动控制系统稳定性分析
        3.4.3 基于自适应模糊终端滑模欠驱动控制的关节自由摆动故障空间机械臂任务仿真
    3.5 小结
第四章 空间机械臂自由摆动故障关节锁定角度优化
    4.1 引言
    4.2 故障关节锁定空间机械臂运动性能评价指标
        4.2.1 空间机械臂关节空间运动灵巧性
        4.2.2 关节空间灵巧性指标全局化处理
        4.2.3 空间机械臂操作空间末端位姿可达性
    4.3 故障关节锁定空间机械臂负载操作能力评价指标
        4.3.1 带负载空间机械臂动力学模型
        4.3.2 故障关节锁定空间机械臂动态负载能力计算模型
        4.3.3 故障关节锁定空间机械臂负载操作能力评价指标
    4.4 基于综合性能评价指标建立的自由摆动故障关节锁定角度优化
        4.4.1 基于灰色系统关联熵理论的综合性能评价指标建立
        4.4.2 空间机械臂自由摆动故障关节锁定角度优化
    4.5 基于综合性能评价指标的自由摆动故障关节锁定角度优化仿真实验
        4.5.1 故障关节锁定空间机械臂综合运动性能指标建立
        4.5.2 空间机械臂自由摆动故障关节最优锁定角度求解
    4.6 小结
第五章 空间机械臂任务可完成性评估与轨迹规划方法研究
    5.1 引言
    5.2 空间机械臂表征变量定义
        5.2.1 传统机械臂表征空间分析方法
        5.2.2 空间机械臂表征变量选取准则
    5.3 空间机械臂表征空间建立
        5.3.1 基于基座控制模式的空间机械臂表征空间划分
        5.3.2 基于表征空间的空间机械臂任务可完成性评估与轨迹规划策略
        5.3.3 三自由度自由漂浮空间机械臂表征空间举例
    5.4 基于表征空间分析方法的典型操作任务可完成性评估与轨迹规划
        5.4.1 空载转位任务
        5.4.2 负载操作任务
    5.5 小结
第六章 面向关节故障的空间机械臂容错控制实验
    6.1 引言
    6.2 面向关节故障的空间机械臂容错控制实验平台设计
        6.2.1 面向关节故障的空间机械臂容错控制实验平台功能需求分析
        6.2.2 实验平台总体结构设计
        6.2.3 实验平台硬件分系统设计
    6.3 地面实验平台软件设计
    6.4 面向关节故障的空间机械臂容错控制实验研究
        6.4.1 实验对象
        6.4.2 实验一: 关节自由摆动故障空间机械臂运动规划实验
        6.4.3 实验二: 关节自由摆动故障空间机械臂欠驱动控制实验
        6.4.4 实验三: 基于表征空间分析方法的空间机械臂轨迹规划实验
        6.4.5 地面实验结果分析
    6.5 小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 主要创新点
    7.3 研究展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(6)基于表面肌电的上肢运动分析关健技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1人体运动分析的生理学基础
    1.2 肌电信号
        1.2.1 肌电信号的形成
        1.2.2 肌电信号的检测方式
    1.3 基于表面肌电的运动健康分析研究意义及现状
        1.3.1 基于表面肌电的运动健康分析及其研究意义
        1.3.2 基于表面肌电的运动健康分析研究现状
    1.4 基于表面肌电的运动意图理解研究意义及现状
        1.4.1 基于表面肌电的运动意图理解及其研究意义
        1.4.2 基于表面肌电的运动意图理解研究现状
    1.5 本文的主要研究内容与创新点
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究特色与创新
    1.6 本文的组织结构
第2章 基于表面肌电的脑卒中后神经肌肉病变分析
    2.1 引言
    2.2 脑卒中后神经肌肉病变的原理
    2.3 脑卒中后神经肌肉病变分析方法
        2.3.1 算法框架
        2.3.2 聚类索引分析法
    2.4 实验数据采集与处理方法
        2.4.1 受试者募集
        2.4.2 实验数据采集
        2.4.3 实验数据处理
    2.5 实验结果与分析
        2.5.1 聚类索引分析结果
        2.5.2 统计分析结果
        2.5.3 讨论
    2.6 本章小结
第3章 基于表面肌电的外伤性外周神经损伤分析
    3.1 引言
    3.2 上肢外周神经损伤简述
        3.2.1 上肢运动系统
        3.2.2 上肢外周神经损伤分析
    3.3 上肢外伤性外周神经损伤量化评估实验方案
        3.3.1 受试者募集
        3.3.2 实验方案设计与数据采集
    3.4 上肢外伤性外周神经损伤的量化评估方法
        3.4.1 量化评估框架
        3.4.2 信号预处理与特征提取
        3.4.3 上肢外周神经损伤存在性评估
        3.4.4 单根神经损伤的量化评估
        3.4.5 性能评价与验证方法
    3.5 实验结果与分析
        3.5.1 上肢外周神经损伤存在性评估结果
        3.5.2 单根神经损伤量化评估结果
        3.5.3 讨论
    3.6 本章小结
第4章 基于表面肌电的肘关节运动角度估计
    4.1 引言
    4.2 肘关节生理结构分析及其运动平衡态假设
        4.2.1 肘关节生理结构分析
        4.2.2 平衡态分析假设
    4.3 实验方案与数据采集
        4.3.1 受试者募集
        4.3.2 实验数据采集
    4.4 基于平衡态的肘关节角度估计方法
        4.4.1 方法框架
        4.4.2 数据预处理
        4.4.3 基于平衡态的数据段分割
        4.4.4 依据平衡态的角度估计方法
        4.4.5 性能评估
    4.5 实验结果与分析
        4.5.1 基于平衡态的数据段分割结果
        4.5.2 角度估计结果
        4.5.3 讨论
    4.6 本章小结
第5章 疲劳状态下的肘关节运动角度估计
    5.1 引言
    5.2 肌疲劳表征的原理与方法
        5.2.1 肌疲劳的生理原理
        5.2.2 基于表面肌电的肌疲劳表征方法
    5.3 肌疲劳状态下的肘关节连续运动角度估计
        5.3.1 方法框架
        5.3.2 受试者募集与实验数据采集
        5.3.3 无修正的肘关节角度估计
    5.4 基于表面肌电的动态疲劳分析
        5.4.1 疲劳分析方法
        5.4.2 疲劳分析结果
        5.4.3 讨论
    5.5 基于疲劳修正的肘关节角度估计
        5.5.1 疲劳状态下的修正算法
        5.5.2 疲劳修正结果
        5.5.3 讨论
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(7)浮动滚子/平底推杆—盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合与软件开发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究发展现状
    1.3 课题来源与本文研究内容
第2章 浮动正半径滚子推杆-盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合问题
    2.1 机构形态及坐标系建立
    2.2 机构Ⅰ类尺寸综合问题的准确描述
    2.3 运动受力分析及基础公式
    2.4 传动性能条件及重要推论
    2.5 机构Ⅰ类尺寸综合方法
        2.5.1 满足α_1≤[α_1]的凸轮轴心“瞬时区域套/边界”求解原理的简要回顾
        2.5.2 满足α_2≤[α_2]的三力汇交点Ⅰ的“瞬时区间套[u_(Ⅰ1),u_(Ⅰ2)]”概念、生成原理及解析表达
        2.5.3 满足α_2≤[α_2]的凸轮轴心“瞬时区域套/边界”的求解原理
        2.5.4 满足α_1≤[α_1]∩α_2≤[α_2]条件的凸轮轴心“瞬时区域套/边界”概念及生成原理
        2.5.5 瞬时边界(?)Γ_([1∩2])(x,y)的讨论与解析表达
        2.5.6 满足α_1≤[α_1]∩α_2≤[α_2]条件的凸轮轴心“整程区域套/边界”概念、生成原理及性态特征
        2.5.7 整程边界(?)Γ*_([1∩2])(x,y)及凸轮最小基圆半径的求解确定
    2.6 整程区域套/边界的规律性结论
    2.7 本章小结
第3章 浮动平底推杆-盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合问题
    3.1 机构形态及坐标系建立
    3.2 机构Ⅰ类尺寸综合问题的准确描述
    3.3 运动受力分析及基础公式
    3.4 机构约束条件
        3.4.1 运动保真条件
        3.4.2 传动性能条件
    3.5 机构Ⅰ类尺寸综合方法
        3.5.1 满足α_1≤[α_1]的凸轮平底接触点K的“瞬时区间套”概念、生成原理及解析表达
        3.5.2 满足α_1≤[α_1]的凸轮轴心“瞬时区域套/边界”求解原理
        3.5.3 满足α_1≤[α_2]的凸轮轴心“瞬时区域套/边界”求解原理
        3.5.4 满足α_1≤[α_1]∩α_2≤[α_2]条件的凸轮轴心“瞬时区域套/边界”概念及生成原理
        3.5.5 瞬时边界(?)Γ_([1∩2])(x,y)的讨论与解析表达
        3.5.6 满足α_1≤[α_1]∩α_2≤[α_2]条件的凸轮轴心“整程区域套/边界”概念、生成原理、性态特征及整程边界求解方法
0 条件的凸轮轴心解域/边界及形态特征'>3.5.7 满足ρ>0 条件的凸轮轴心解域/边界及形态特征
0 条件的凸轮轴心解域/边界及凸轮最小基圆半径求解确定'>3.5.8 满足α_1≤[α_1]∩α_2≤[α_2]∩ρ>0 条件的凸轮轴心解域/边界及凸轮最小基圆半径求解确定
        3.5.9 平底工作段及理论/实际长度的确定
    3.6 整程区域套/边界的规律性结论
    3.7 本章小结
第4章 浮动负半径滚子推杆-盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合问题
    4.1 机构形态及坐标系建立
    4.2 机构Ⅰ类尺寸综合问题的准确描述
    4.3 运动受力分析及基础公式
    4.4 约束条件
        4.4.1 约束条件Ⅰ—运动连通条件
        4.4.2 约束条件Ⅱ—运动保真条件
        4.4.3 约束条件Ⅲ—高副处传动性能条件α_1≤[α_1]
        4.4.4 约束条件Ⅳ—低副处传动性能条件α_2≤[α_2]
        4.4.5 约束条件Ⅴ—接触强度条件
    4.5 尺寸坐标系O-r_0Ru_0、尺寸域Ω(r_0,R,u_0)的构建及最优尺寸解求解方法
    4.6 单一约束边界线、解域
    4.7 归并约束下的边界、解域、解空间等重要结论
    4.8 本章小结
第5章 浮动推杆-盘形凸轮机构泛类尺寸综合的可视化软件
    5.1 计算机在机构研究中的作用
    5.2 系统功能设计
        5.2.1 启动界面
        5.2.2 基础信息
        5.2.3 分析综合模块
        5.2.4 机构动态模拟
        5.2.5 数据管理模块
    5.3 应用实例
        5.3.1 浮动正半径滚子推杆-盘形凸轮机构
        5.3.2 浮动平底推杆-盘形凸轮机构
        5.3.3 浮动负半径滚子推杆-盘形凸轮机构
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
在学期间科研成果情况

(8)乏油条件下球轴承沟道的磨损演化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 滚动轴承沟道磨损研究现状
        1.2.1 不考虑润滑时磨损研究现状
        1.2.2 考虑乏油润滑时磨损研究现状
        1.2.3 热-磨损耦合研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 球-沟道等效接触模型研究及磨损计算方法
    2.1 引言
    2.2 Hertz点接触理论
    2.3 球-沟道等效接触模型研究
    2.4 球-沟道等效接触模型建模及验证
        2.4.1 球-沟道等效接触模型可行性分析
        2.4.2 球-沟道等效接触模型网格收敛性分析
        2.4.3 球-沟道等效接触模型增量合理性分析
    2.5 磨损理论的选用
    2.6 UMESMOTION磨损计算方法
    2.7 本章小结
第三章 边界润滑下轴承沟道表面磨损演化研究
    3.1 引言
    3.2 轴承沟道理论磨损形貌研究
    3.3 径向载荷和时间对沟道磨损的影响研究
        3.3.1 径向载荷对沟道磨损的影响研究
        3.3.2 磨损循环次数对沟道磨损的影响研究
    3.4 运动形式对沟道磨损的影响研究
        3.4.1 自旋运动对沟道磨损的影响研究
        3.4.2 陀螺运动对沟道磨损的影响研究
        3.4.3 相对滑动对沟道磨损的影响研究
        3.4.4 组合运动对沟道磨损的影响研究
    3.5 沟道表面磨损演化进程及接触性能的研究
    3.6 本章小结
第四章 混合润滑下轴承沟道表面磨损演化研究
    4.1 引言
    4.2 点接触弹性流体动力润滑
        4.2.1 点接触弹流润滑基本方程
        4.2.2 球轴承油膜厚度实例计算
    4.3 轴承乏油润滑与裕油润滑临界状态的判定
    4.4 混合润滑下摩擦参数的计算
        4.4.1 混合润滑下摩擦系数的计算
        4.4.2 混合润滑下磨损系数的计算
    4.5 混合润滑下沟道的磨损演化结果
    4.6 本章小结
第五章 乏油状态下沟道热-磨损耦合研究
    5.1 引言
    5.2 轴承摩擦生热理论
    5.3 乏油状态下沟道热-磨损耦合研究
        5.3.1 乏油状态下沟道热-磨损耦合分析过程
        5.3.2 乏油状态下复杂运动形式对沟道摩擦生热研究
        5.3.3 相对滑动时沟道热-磨损耦合分析结果
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录A:攻读硕士期间获得的科研成果

(9)基于复杂运动的多尺度红外图像非均匀校正技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
        1.1.1 国内外研究现状
        1.1.2 发展趋势
        1.1.3 论文的主要研究内容
        1.1.4 本论文的主要创新
    1.2 论文主要研究内容及结构安排
第二章 红外成像特性及相关算法
    2.1 红外热成像的特点及应用
        2.1.1 红外图像的特点
        2.1.2 红外图像的应用
    2.2 红外图像非均匀性校正相关算法
        2.2.1 CS算法
        2.2.2 LMS算法
        2.2.3 基于帧间配准的场景非均匀性校正算法
        2.2.4 基于双边滤波器的新型时间高通滤波器非均匀性校正
        2.2.5 新的时域映射计算下的图像配准
    2.3 本章小结
第三章 基于复杂运动的红外图像非均匀校正算法
    3.1 中值直方图均衡化方法(单帧去非均匀性)
    3.2 基于复杂运动下的红外图像非均匀性校正(平移、旋转、缩放同时存在)
        3.2.1 求取空间尺度变换方程
        3.2.2 傅里叶梅林算法确定空间尺度变换
        3.2.3 非均匀性校正建模
    3.3 本章小结
第四章 红外图像非均性校正处理结果分析
    4.1 中值直方图均衡化方法(单帧去非均匀性)
    4.2 基于复杂运动的红外图像非均匀校正
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
附录1 攻读硕士学位期间申请的专利
致谢
参考文献

(10)航空摆扫式成像光谱仪成像质量研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 高光谱成像技术
        1.1.2 机载高光谱成像仪的成像方式
        1.1.3 机载成像光谱仪的应用
        1.1.4 本课题研究的意义
    1.2 机载高光谱成像仪的研究进展
        1.2.1 国外研究进展
        1.2.2 国内研究进展
    1.3 国内外成像质量相关领域的研究现状
        1.3.1 成像系统像移量的计算
        1.3.2 像移对调制传递函数的影响
    1.4 研究现状总结
    1.5 本文研究内容和章节安排
第2章 成像质量研究相关理论基础
    2.1 动态光学理论
        2.1.1 齐次坐标变换
        2.1.2 三维图形的位置变换
        2.1.3 光的反射与折射
        2.1.4 动态成像关系
    2.2 光学系统的调制传递函数
        2.2.1 MTF的相关理论
        2.2.2 MTF的测量方法
    2.3 本章小结
第3章 航空摆扫式成像光谱仪的总体方案
    3.1 机载成像光谱仪的应用需求
    3.2 扫描光谱仪的总体方案
    3.3 光学系统的方案
        3.3.1 望远镜设计
        3.3.2 准直镜设计
        3.3.3 分光系统设计
    3.4 摆扫成像方案
        3.4.1 折转镜设计
        3.4.2 旋转三面镜设计
    3.5 动态成像过程分析
        3.5.1 摆扫成像的地面轨迹
        3.5.2 摆扫过程中的像元畸变分析
        3.5.3 图像拼接过程中地面像元的对应关系
        3.5.4 误差对图像拼接的影响分析
    3.6 设计方案的优势
        3.6.1 信噪比计算
        3.6.2 单点扫描的优势
    3.7 光谱仪设计方案的总结
    3.8 本章小结
第4章 航空摆扫式成像光谱仪像移计算和误差分配
    4.1 引言
    4.2 坐标系定义
    4.3 成像链路模型的建立
    4.4 航空成像光谱仪的误差项
        4.4.1 飞机高程误差以及飞行速度误差
        4.4.2 稳定平台补偿精度
        4.4.3 三面镜摆扫速度误差
        4.4.4 三面镜加工装调误差
    4.5 计算像点位移
    4.6 三面镜加工装调误差对像移量的影响
    4.7 蒙特卡洛法仿真
        4.7.1 蒙特卡洛法的基本思想
        4.7.2 基于系统指标的误差分配
        4.7.3 MATLAB仿真
    4.8 基于光学设计的验证实验
    4.9 本章小结
第5章 复杂像移情况下系统调制传递函数的计算
    5.1 引言
    5.2 通用的MTF计算模型
    5.3 单一运动形式像移对MTF的影响分析
        5.3.1 线性运动
        5.3.2 正弦像移
    5.4 复杂像移对MTF的影响分析
    5.5 复杂像移下MTF的数值解分析
        5.5.1 数值解产生的截断误差的分析
        5.5.2 像移运动各参数对MTF的影响
    5.6 软件仿真实验
        5.6.1 仿真方法
        5.6.2 仿真结果
    5.7 验证实验
    5.8 光谱仪图像拼接过程中的MTF变化
    5.9 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 创新点说明
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

四、简单机构的复杂运动(论文参考文献)

  • [1]复杂运动下双基前视SAR信号处理技术研究[D]. 缪昱宣. 电子科技大学, 2021
  • [2]双足机器人复杂环境下定位、导航和规划[D]. 常琳. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [3]五自由度串并联机器人机构耦合误差研究[D]. 王亚阁. 长春工业大学, 2021(08)
  • [4]基于深度学习的视频帧间预测编码[D]. 林建平. 中国科学技术大学, 2021(09)
  • [5]面向关节故障的空间机械臂容错控制方法研究[D]. 袁博楠. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [6]基于表面肌电的上肢运动分析关健技术研究[D]. 汤纬地. 中国科学技术大学, 2021(09)
  • [7]浮动滚子/平底推杆—盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合与软件开发[D]. 李皆乐. 集美大学, 2021(01)
  • [8]乏油条件下球轴承沟道的磨损演化研究[D]. 周锋财. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [9]基于复杂运动的多尺度红外图像非均匀校正技术研究[D]. 彭杰. 南京邮电大学, 2020(03)
  • [10]航空摆扫式成像光谱仪成像质量研究[D]. 徐力智. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(01)

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简单机构的复杂运动
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