本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告范文借鑒

1、哈爾濱工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(b y sh j)開題報(bào)告(bogo)基于SEAs的升力反饋減搖鰭伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名：王 曼學(xué) 號(hào)：2010041208指導(dǎo)老師：梁利華共十八頁(yè)目錄(ml)時(shí)間進(jìn)度安排4相關(guān)參考文獻(xiàn)5國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2課題研究?jī)?nèi)容3論文背景及意義1共十八頁(yè)一、論文背景(bijng)及意義 升力反饋減搖鰭通過直接檢測(cè)升力實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，相對(duì)傳統(tǒng)的鰭角反饋控制方法，效率更高，減搖效果提升明顯，其中升力檢測(cè)是重要的技術(shù)難點(diǎn)，可以基于SEAs(Series Elastic Actuators）驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)升力檢測(cè)以及伺服驅(qū)動(dòng)控制，SEAs最早為MIT的研究人員用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)(gunji)控制，在頻率

2、響應(yīng)以及力檢測(cè)方面具有先天的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用于減搖鰭伺服控制能夠很好的解決升力檢測(cè)的問題。 本課題在整理國(guó)內(nèi)外的研究的基礎(chǔ)上，建立基于SEAs驅(qū)動(dòng)的升力反饋減搖鰭伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并通過虛擬樣機(jī)仿真的方式驗(yàn)證SEAs驅(qū)動(dòng)的有效性，以及應(yīng)用于減搖鰭系統(tǒng)后，系統(tǒng)性能的提升。共十八頁(yè)二、國(guó)內(nèi)外研究(ynji)現(xiàn)狀70年代末MIT的Raibert 在研究中開始采用液壓驅(qū)動(dòng)的SEA對(duì)彈跳機(jī)器人進(jìn)行控制從80年代初開始，MIT的另一位學(xué)者 Pratt 采用SEA對(duì)步行機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行研究，用液壓或電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，在其上串聯(lián)一個(gè)彈性裝置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確的力控制，該驅(qū)動(dòng)器具有低阻抗、體積小、能量密度高、力輸出穩(wěn)定的

3、優(yōu)點(diǎn)美國(guó)Yobotics公司曾經(jīng)為商業(yè)化機(jī)器人設(shè)計(jì)(shj)了兩款電磁式的線性串聯(lián)彈性執(zhí)行器，被用于工業(yè)機(jī)器人,作業(yè)機(jī)械臂,有腿行走機(jī)器人,可穿戴的人體負(fù)重外骨骼等應(yīng)用領(lǐng)域共十八頁(yè)目前，國(guó)內(nèi)的哈爾濱工程大學(xué)和東北大學(xué)等單位對(duì)SEAs在步行機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人的應(yīng)用上有一定的研究由于 SEA 在步行機(jī)器人的應(yīng)用中具有傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置所不具備的一系列優(yōu)點(diǎn)，近年來，許多學(xué)者開始關(guān)注 SEA 的研究，隨著研究的深入，SEA 的應(yīng)用也日益(ry)廣泛，目前SEA 在步行機(jī)器人，與復(fù)雜外界環(huán)境進(jìn)行接觸的機(jī)械臂，康復(fù)機(jī)器人以及機(jī)械外骨骼等方面都已經(jīng)開始應(yīng)用共十八頁(yè)三、課題研究(ynji)內(nèi)容伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)升力控

4、制減搖鰭 SEAs虛擬樣機(jī)MATLAB仿真理論建模仿真共十八頁(yè)1、理論(lln)1）升力(shn l)控制減搖鰭主控制器升力反饋減搖鰭原理圖海浪共十八頁(yè)2）SEAs原理(yunl) Series Elastic Actuators,即串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器，作為一種具有低輸出阻抗的力輸出驅(qū)動(dòng)裝置，其簡(jiǎn)單模型如右圖，原理是：將電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作為理想輸入源，進(jìn)而去控制(kngzh)輸出端的輸出力、速度和位移。SEAs模型共十八頁(yè)共十八頁(yè)1）以電機(jī)為驅(qū)動(dòng)源的SEA模型(mxng)框圖SEA在+100N、無負(fù)載和-100N負(fù)載下串聯(lián)彈簧(tnhung)變形情況共十八頁(yè)2）液壓驅(qū)動(dòng)(q dn)的SEA模型框圖共

5、十八頁(yè)2、建模 在原有升力減搖鰭控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)(jch)上，用SEAs串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器代替升力傳感器，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用來檢測(cè)升力，建立新的數(shù)學(xué)模型。3、仿真(fn zhn)驗(yàn)證SEAs的有效性應(yīng)用于減搖鰭系統(tǒng)后，系統(tǒng)性能的提升共十八頁(yè)四、時(shí)間進(jìn)度(jnd)安排第1-2周：熟悉課題內(nèi)容，借閱相關(guān)書籍，準(zhǔn)備開題報(bào)告第3-4周：閱讀相關(guān)文獻(xiàn)和書籍，掌握升力控制(kngzh)減搖鰭的知識(shí)，理解SEAs的原理及應(yīng)用第5-6周：學(xué)會(huì)建立基于SEAs驅(qū)動(dòng)的升力反饋減搖鰭伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型第7-8周：在Matlab平臺(tái)上建立仿真模型，進(jìn)行PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第9-10周：加入SEAs后對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行仿真分析，調(diào)

6、整PID參數(shù)，完善控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共十八頁(yè)第11-12周：建立虛擬樣機(jī)模型，進(jìn)行仿真，驗(yàn)證(ynzhng)SEAs驅(qū)動(dòng)的有效性，以及應(yīng)用于減搖鰭系統(tǒng)后，系統(tǒng)性能的提升第13-14周：整理仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)共十八頁(yè)五、相關(guān)(xinggun)參考文獻(xiàn)1 金鴻章，姚緒梁.船舶控制原理M.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001.2 吳秀恒.船舶操縱性與耐波性M.北京:人民交通出版社，1999.3 盛振邦，劉應(yīng)中.船舶原理（下）M.上海:上海交通大學(xué)出版社，2005.4劉金琨.先進(jìn)PID控制及其MATLAB仿真(fn zhn)M.北京:電子工業(yè)出版社，2003：123-134P.5梁利華.

7、液壓傳動(dòng)與電液伺服系統(tǒng)M,哈爾濱工程大學(xué)出版社.2005.10共十八頁(yè)6Matthew M. Williamson,A.I. Technical Report No. 1524, Series Elastic Actuators.MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY ARTIFICIAL INTELLIGENCE LABORATORY,19957Matthew M. Williamson,Design and Analysis of Series Elasticity in Closed-loopActuator Force Control,B.S., Mechanical Engineering Brigham Young University .April 1994共十八頁(yè)Thank You共十八頁(yè)內(nèi)容摘要哈爾濱工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)。勢(shì)，應(yīng)用于減搖鰭伺服控制能夠很好的解決升力檢測(cè)的問題。升力反饋減搖鰭伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并通過虛擬樣機(jī)仿真的方式。70年代末MIT的Raibert 在研究中開始采用液壓驅(qū)動(dòng)的SEA對(duì)彈跳機(jī)器人進(jìn)行控制。美國(guó)Yobotics公司曾經(jīng)為商業(yè)化機(jī)器人設(shè)計(jì)了兩款電磁式的線性串聯(lián)彈性執(zhí)行器，被用于工業(yè)機(jī)器人,作業(yè)機(jī)械臂,有腿行走機(jī)器人,可穿戴的人體(rnt)