卷簧式浅层月壤取样器设计及动力学分析

面向浅层月壤取样,文章设计了新颖的卷簧式可伸缩小型月壤取样器,它包括柔性取样臂和振动式取样头。对取样器进行了动力学有限元分析,研究了取样臂为不同长度时取样头的振动模态及频率响应,得出取样臂一阶横振频率与取样臂长度呈负幂函数关系;对取样器测控系统进行了振动试验,通过扫频方式测量取样臂为不同长度时的自振频率,给出了取样臂长...     

空间遥控作业系统的自适应无源控制

遥控作业系统是实现空间危险环境中作业的有力手段。由于空间工作站和地面控制站之间的通讯时延，造成了遥控作业系统的不稳定和操作性能的降低。本文利用二端口网络理论，提出了可定量评价系统操作性能的指标函数，并导出操作性能最优（临场感状态）的无源控制算法，同时针对环境的不确定性，给出参数自调节的自适应无源控制器的结构。实验验证了本文提出的无源控制算法的有效性     

无人集群系统行为决策学习奖励机制

未来作战的发展方向是由多智能体系统构成的无人集群系统通过智能体之间自主协同来完成作战任务。由于每个智能体自主采取行为和改变状态，增加了智能群体行为策略训练的不稳定性。通过先验约束条件和智能体间的同构特性增强奖励信号的实时性，提高训练效率和学习的稳定性。采用动作空间边界碰撞惩罚、智能体间时空距离约束满足程度奖励；通过智能体在群体中的关系特性，增加智能体之间经验共享，进一步优化学习效率。在实验中，将先验增强的奖励机制和经验共享应用到多智能体深度确定性策略梯度（MADDPG）算法中验证其有效性。结果表明，学习收敛性和稳定性有大幅提高，从而提升了无人集群系统行为学习效率。      

卷簧式柔性取样器的取样头-岩石接触原位辨识(英文)

取样头和岩石接触问题与月壤取样的成功与否直接相关,基于小型卷簧式月壤取样器的柔性取样臂结构,提出了振动取样法:在取样过程中采集振动信号进行数字信号处理与分析,达到对取样头-岩石接触的辨识。首先对振动信号进行采集、消除趋势项,然后利用小波多分辨分析去噪,采用现代功率谱中基于AR模型的Burg法对振动信号进行特征提取,最后采用二分类支持向量机对取样头是否接触到岩石进行识别。实验结果证明,卷簧式取样器的振动信号分析能够对取样头-岩石接触问题进行较好的辨识。     

时延下空间遥操作机器人系统工作模式研究

工作在人机交互方式下的遥操作机器人是实现空间作业的有力手段。首先介绍了空间遥操作机器人系统的构成与工作原理，然后提出了基于临场感遥控技术、虚拟现实技术与自主控制技术相结合的多种工作模式，用于实现在不同条件下时延空间遥操作机器人系统的作业任务，并讨论了工作模式选择的方法。最后经模拟实验系统验证了所提出的工作模式的有效性。     

基于超声模糊避障算法的移动机器人导航

提出了一种在移动机器人导航中基于多超声传感器的模糊避障算法。利用MATLAB资源设计出模糊控制器,介绍了模糊规则与非模糊化,并给出一种在VC环境下直接调用模糊控制器的方法,改变了以往需要通过查表方式实现模糊控制的模式,大幅提高二次开发能力。在仿真和真实环境下,实验结果都表明该算法有效,能够实现不同环境中的避障任务。     

面向浅层月壤的小型取样器研究

面向浅层月壤取样,设计一种重量轻、功耗低、收缩体积小的卷簧式可伸缩月壤取样器,分别给出取样臂的静力学和动力学模型,并进行有限元分析,研究取样臂几何参数对其最大推力的影响,给出最大推力的数学估计公式,研究取样臂为不同长度时取样器的振动模态,得出取样器谐振频率与取样臂长度呈幂函数关系。实验证明取样器能够在模拟月壤、水泥及黄沙样品表面以下10cm内定量取样,取样器在有、无振动时取样的比较实验表明振动法能够有效提高钻进效率、钻进深度和样品抛丢效率。理论分析、仿真及实验验证了取样器设计的合理性及振动法取样的有效性。     

基于位移峰值信息的实时自适应分段速度估算方法

力/触觉再现技术是遥操作、飞行器仿真培训以及增强型虚拟现实等系统的有益补充。准确度高、噪声低且计算快速的速度估算是确保高效力/触觉再现系统实现的重要环节之一。从位移数据峰值信息出发,提出了一种自适应分段速度估算方法。相对现有的有限步长差分法在采样率较高时容易引入噪声分量和自适应回溯窗法在低速运动时需要较长计算时间等缺点,自适应分段法在确保估算准确度和光滑度的基础上同时具备计算快速的特性,从而能够满足力/触觉再现技术所需的准确性和实时性要求。文章最后建立了力/触觉再现实验系统,通过实验验证了该速度估算方法的有效性和快速性。     

基于多传感器的空间遥操作机器人虚拟预测环境建模

虚拟预测环境技术是解决遥操作系统中时延问题的有力手段,但其有效性依赖于环境模型的精度。为了提高虚拟预测环境的建模精度,提出了基于多传感器信息融合的建模方法。首先根据CCD摄像机采集的图像建立虚拟环境模型的初始模型,再利用远地力觉和位置传感器信息对初始模型进行校验。为了观察命令在虚拟环境中的执行情况,采用一种简单有效的注册方法,将图形模型叠加在摄像机视频图像上,以便操作者进行对比分析。实验表明利用本文算法建立的虚拟环境模型是准确可靠的,有利于提高基于虚拟预测环境技术的遥操作系统的有效性和可操作性。     

面向空间机械臂的视触融合目标识别系统

为了解决由于视觉传感器视角单一、光线条件复杂导致的空间机械臂作业中相似目标识别较差的问题,提出一种基于CNN-GRU的视触融合目标识别系统.系统由机械臂、灵巧手和视觉传感器构成,实现了对目标物视觉和触觉信息的自主采样,并通过CNN-GRU网络提取视觉信息的空间特征和触觉信息的时序特征,有效利用多模态信息,提高目标识别的...