本科畢業(yè)設(shè)計開題報告范文借鑒

1、哈爾濱工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(b y sh j)開題報告(bogo)基于SEAs的升力反饋減搖鰭伺服系統(tǒng)設(shè)計姓 名：王 曼學(xué) 號：2010041208指導(dǎo)老師：梁利華共十八頁目錄(ml)時間進度安排4相關(guān)參考文獻5國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2課題研究內(nèi)容3論文背景及意義1共十八頁一、論文背景(bijng)及意義 升力反饋減搖鰭通過直接檢測升力實現(xiàn)閉環(huán)控制，相對傳統(tǒng)的鰭角反饋控制方法，效率更高，減搖效果提升明顯，其中升力檢測是重要的技術(shù)難點，可以基于SEAs(Series Elastic Actuators）驅(qū)動實現(xiàn)升力檢測以及伺服驅(qū)動控制，SEAs最早為MIT的研究人員用于機器人的關(guān)節(jié)(gunji)控制，在頻率

2、響應(yīng)以及力檢測方面具有先天的優(yōu)勢，應(yīng)用于減搖鰭伺服控制能夠很好的解決升力檢測的問題。 本課題在整理國內(nèi)外的研究的基礎(chǔ)上，建立基于SEAs驅(qū)動的升力反饋減搖鰭伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并通過虛擬樣機仿真的方式驗證SEAs驅(qū)動的有效性，以及應(yīng)用于減搖鰭系統(tǒng)后，系統(tǒng)性能的提升。共十八頁二、國內(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)動的SEA對彈跳機器人進行控制從80年代初開始，MIT的另一位學(xué)者 Pratt 采用SEA對步行機器人的驅(qū)動進行研究，用液壓或電機作為驅(qū)動源，在其上串聯(lián)一個彈性裝置，進而實現(xiàn)精確的力控制，該驅(qū)動器具有低阻抗、體積小、能量密度高、力輸出穩(wěn)定的

3、優(yōu)點美國Yobotics公司曾經(jīng)為商業(yè)化機器人設(shè)計(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)機器人,作業(yè)機械臂,有腿行走機器人,可穿戴的人體負重外骨骼等應(yīng)用領(lǐng)域共十八頁目前，國內(nèi)的哈爾濱工程大學(xué)和東北大學(xué)等單位對SEAs在步行機器人、康復(fù)機器人的應(yīng)用上有一定的研究由于 SEA 在步行機器人的應(yīng)用中具有傳統(tǒng)驅(qū)動裝置所不具備的一系列優(yōu)點，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 在步行機器人，與復(fù)雜外界環(huán)境進行接觸的機械臂，康復(fù)機器人以及機械外骨骼等方面都已經(jīng)開始應(yīng)用共十八頁三、課題研究(ynji)內(nèi)容伺服控制系統(tǒng)設(shè)計升力控

4、制減搖鰭 SEAs虛擬樣機MATLAB仿真理論建模仿真共十八頁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2）SEAs原理(yunl) Series Elastic Actuators,即串聯(lián)彈性驅(qū)動器，作為一種具有低輸出阻抗的力輸出驅(qū)動裝置，其簡單模型如右圖，原理是：將電機的輸出轉(zhuǎn)矩作為理想輸入源，進而去控制(kngzh)輸出端的輸出力、速度和位移。SEAs模型共十八頁共十八頁1）以電機為驅(qū)動源的SEA模型(mxng)框圖SEA在+100N、無負載和-100N負載下串聯(lián)彈簧(tnhung)變形情況共十八頁2）液壓驅(qū)動(q dn)的SEA模型框圖共

5、十八頁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)動器代替升力傳感器，作為執(zhí)行機構(gòu)，用來檢測升力，建立新的數(shù)學(xué)模型。3、仿真(fn zhn)驗證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四、時間進度(jnd)安排第1-2周：熟悉課題內(nèi)容，借閱相關(guān)書籍，準(zhǔn)備開題報告第3-4周：閱讀相關(guān)文獻和書籍，掌握升力控制(kngzh)減搖鰭的知識，理解SEAs的原理及應(yīng)用第5-6周：學(xué)會建立基于SEAs驅(qū)動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平臺上建立仿真模型，進行PID控制系統(tǒng)設(shè)計第9-10周：加入SEAs后對系統(tǒng)的性能進行仿真分析，調(diào)

6、整PID參數(shù)，完善控制系統(tǒng)設(shè)計共十八頁第11-12周：建立虛擬樣機模型，進行仿真，驗證(ynzhng)SEAs驅(qū)動的有效性，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：整理仿真實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，完成畢業(yè)設(shè)計共十八頁五、相關(guān)(xinggun)參考文獻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Thank You共十八頁內(nèi)容摘要哈爾濱工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計。勢，應(yīng)用于減搖鰭伺服控制能夠很好的解決升力檢測的問題。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)動的SEA對彈跳機器人進行控制。美國Yobotics公司曾經(jīng)為商業(yè)化機器人設(shè)計了兩款電磁式的線性串聯(lián)彈性執(zhí)行器，被用于工業(yè)機器人,作業(yè)機械臂,有腿行走機器人,可穿戴的人體(rnt)