2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、氣動(dòng)人工肌肉,依據(jù)仿生學(xué)開(kāi)發(fā)的氣動(dòng)產(chǎn)品,以其取材方便、用料簡(jiǎn)單、高環(huán)保無(wú)污染、高功率質(zhì)量比等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注,特別是其在康復(fù)醫(yī)學(xué)機(jī)器人上的良好表現(xiàn)引人注目。根據(jù)研究表明,裝配有氣動(dòng)人工肌肉的仿生機(jī)器人靈巧手的質(zhì)量較裝配電機(jī)的仿生機(jī)器手的質(zhì)量更輕,而且氣動(dòng)人工肌肉特有的柔性特質(zhì)避免了對(duì)與其交互的人類造成傷害。然而,就氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器靈巧手的控制而言,氣體的可壓縮性,氣動(dòng)人工肌肉囊腔的柔性,腱傳動(dòng)纏繞方式帶

2、來(lái)的控制耦合以及關(guān)節(jié)自身的非線性模型等情況引起了強(qiáng)非線性和強(qiáng)擾動(dòng)等控制難題。為了解決以上問(wèn)題,本論文提出了如下的研究路徑和解決方案。
  第1章,綜合國(guó)際與國(guó)內(nèi)機(jī)器人靈巧手的發(fā)展情況,總結(jié)關(guān)于機(jī)器人靈巧手的機(jī)械模型,運(yùn)動(dòng)傳動(dòng),控制策略等方面的優(yōu)點(diǎn)和不足,證明本論文研究工作的意義。
  第2章,關(guān)于機(jī)器人靈巧手指的機(jī)械設(shè)計(jì):根據(jù)人體手臂,手掌及手指的解剖學(xué)結(jié)構(gòu),探究氣動(dòng)人工肌肉工作的基本結(jié)構(gòu),工作原理和相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。同時(shí),受

3、仿生學(xué)理念啟發(fā)并根據(jù)自己控制實(shí)驗(yàn)的需要設(shè)計(jì)雙關(guān)節(jié)被執(zhí)行結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)路徑。簡(jiǎn)要介紹了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及經(jīng)典 PID控制,將設(shè)計(jì)好的機(jī)器人靈巧手指,氣動(dòng)人工肌肉及其他產(chǎn)品組成閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并按照閉環(huán)控制信息流順序方向逐一介紹實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成元器件的型號(hào),性能及使用方法。同時(shí)利用經(jīng)典 PID控制器進(jìn)行控制,結(jié)果可作為筆者提出的控制器的對(duì)比。
  第3章,針對(duì)氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的靈巧手指位置控制中出現(xiàn)的非線性和耦合問(wèn)題,本文提出了基于Back-ste

4、pping原理設(shè)計(jì)的自抗擾控制器的解決方案,同時(shí)設(shè)計(jì)了跟蹤微分器來(lái)抑制超調(diào)現(xiàn)象和擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器來(lái)處理非線性和耦合問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)表明本文設(shè)計(jì)的自抗擾控制器具有極高的控制精度。
  第4章,Back-stepping方法適合為高階系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器,且設(shè)計(jì)出的控制器復(fù)雜。為改進(jìn)第3章所設(shè)計(jì)的自抗擾控制器多參數(shù)帶來(lái)的調(diào)參困難狀況和簡(jiǎn)化控制器的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)基于擴(kuò)張狀態(tài)器的滑??刂破?。實(shí)驗(yàn)表明該控制器能提高跟蹤速度和改善自抗擾控制器第一個(gè)關(guān)節(jié)的微超調(diào)

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