Optical spectral relation between the master and the frequency-locked slave lasers

In this paper, the spectral relation between the master and the frequency-locked slave laser (FLSL) is investigated by the conventional technique of optical intensity modulation and optical heterodyne. Experimentally, we demonstrate that under complete and stable locking condition, the lightwave of the FLSL and the sidebands of the master laser produced by the optical intensity modulation are perfectly coherent (frequency coherence). Referring to our recent studies, the lightwave of the master laser and its corresponding sidebands are also perfectly coherent. Additionally, the spectral structures of two perfectly coherent lightwaves are identical in the level of wave train. Therefore, we indirectly verify that the spectral structures of the FLSL and the master laser are identical in the level of wave train.

An asymmetric MOSFET-C band-pass filter with on-chip charge pump auto-tuning

An asymmetric MOSFET-C band-pass filter(BPF)with on chip charge pump auto-tuning is presented.It is implemented in UMC (United Manufacturing Corporation)0.18μm CMOS process technology. The filter system with auto-tuning uses a master-slave technique for continuous tuning in which the charge pump OUtputs 2.663 V, much higher than the power supply voltage, to improve the linearity of the filter. The main filter with third order low-pass and second order high-pass properties is an asymmetric band-pass filter with bandwidth of 2.730-5.340 MHz. The in-band third order harmonic input intercept point(HP3) is 16.621 dBm,wim 50 Ω as the source impedance. The input referred noise iS about 47.455μVrms. The main filter dissipates 3.528 mW while the auto-tuning system dissipates 2.412 mW from a 1.8 V power supply. The filter with the auto-tuning system occupies 0.592 mm~2 and it can be utilized in GPS (global positioning system)and Bluetooth systems.

PROFIBUS DP从站协议栈开发与测试

本文研究了PROFIBUS DP欧洲标准EN50170的协议参考模型,并据此开发了ROFIBUSDP从站通信协议栈,最后采用荷兰PROCENTEC公司的ProfiScript工具进行了测试,本文给出了详细的软件编写和测试方法。

PROFIBUS PA通信协议软件开发

随着控制技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，现场总线技术正逐渐取代集散控制技术。PROFIBUS现场总线技术作为应用最为广泛的现场总线技术之一，截止至2008年8月，其安装节点已经超过2500万个，市场份额超过20%。 本文首先深入研究了现场总线国际标准IEC61158-Type3(PROFIBUS标准)，分析了PFOFIBUS 现场总线的层次结构模型、各层功能及层间通信关系，然后介绍了PROFIBUS PA的功能块模型，包括块的构成、分类、参数详解，以及把功能块模型映射到模块化DP从站设备的规则等。然后本文采用uC/OS-II嵌入式实时操作系统作为软件平台，应用瑞萨公司M16C/62P系列MCU与中科院沈阳自动化研究所自主研发的FBC0409现场总线通信控制器作为硬件平台，开发了支持PROFIBUS DPV0和DP V1的通信协议栈，并根据PA应用行规(V3.01)编写了相应的功能块程序，并且进行了验证。 本文给出了PROFIBUS DPV0、DPV1实现过程中的主要数据和功能定义，介绍了各层任务的创建初始化，处理过程，绘制了相关的软件流程图。本文给出了编写物理块、功能块、变换块和设备管理的参数定义和读写函数的方法。

广义预测控制方法在网络遥操作机器人系统中的应用

Internet网络的时变时延及网络数据丢包严重影响了遥操作机器人系统的操作性能,甚至造成系统不稳定。为了解决这一问题,提出一种新的基于Internet的遥操作机器人系统控制结构。通过在主端对给定信息加入时间标签获得过去的系统回路时延,采用多元线性回归算法,预测下一时刻系统回路时延,然后在从端设计一个广义预测控制器控制远端机器人,从而改善时变时延对系统性能的影响。应用广义预测控制器产生的冗余控制信息,降低了网络数据丢包对系统的影响。最后根据预测控制稳定性定理,推导出系统的稳定性条件。仿真试验结果表明,该方法能有效解决时变时延以及网络数据丢包引起的性能下降问题。

主从式核废料处理机器人研究

为解决在核废料清理的问题,结合了机器人和吊车的特点,提出了一种新型的主从式处理机器人,并介绍了机构和控制方法。

估计从UUV航行参数的混合坐标系下的EKF算法

在主从式UUV 协作系统中，由于定位和导航的需要，要求尽快估计出从UUV 的航行参数，但通常所用的递推最小二乘（RLS）算法，其初始方位测量对滤波结果影响大且存在收敛速度慢、计算精度低的缺点，难以满足应用需求，而推广卡尔曼滤波（EKF）算法能较好地克服上述问题。在直角坐标系下（CEKF），方位信息与距离信息相互耦合导致初始振荡剧烈，改为混合坐标系（MEKF）后问题得到了极大的改善。最后，通过仿真及现场试验验证了此改进方法的有效性。

主从式UUV群的随从UUV导航

单只水下机器人导航方法存在着各自的缺陷,无法满足低成本UUV群的作业需要。建立由一只具有高精度自主导航能力的主UUV和多只由低成本导航传感器的随从UUV组成的一主多从式UUV群,研究随从UUV导航方法。与前人的极坐标化方法不同,在直角坐标系下对随从UUV导航系统进行了能观性证明。随从UUV通过测距传感器测量自身到主UUV的距离,采用EKF算法进行位置估计,给出了机动航行方案。仿真实验证明了有效性。

综合权值递推最小二乘法估计从UUV航行参数

根据主UUV观测系统测量的从UUV方位信息精度高、距离信息精度低的特点,将遗忘因子和位置权值构成的综合权值融入递推最小二乘算法(RLS)用于从UUV航行参数分析,避免采用EKF算法对观测噪声要求高的缺陷,克服数据饱和现象。同时对从UUV方位信息进行预处理以提高航行参数估计的收敛速度。仿真实验证明了方法的有效性。

监控式水下机械手及相关技术的研究

水下机械手作为水下机器人通用作业工具得到广泛地应用，目前水下机械手的主要操作方式为主从方式。虽然主从方式具有操作直观，灵活的特点，但难于完成需要精确定位，轨迹控制的水下作用，如海洋石油钻井平台导管架的检查作用。为了扩展水下机器人的作业能力，提高水下作业智能化程度，沈阳自动化所承担国家863课题“水下虚拟遥操作与监控机械手系统”关键技术的研究工作。作者参加了此课题的研究工作，以Schilling水下机械手为研究对象，深入研究机械手的作用功能，对机械手的逆运动学，焊缝空间轨迹规划作了深入的研究，形成本文阐述的主要内容。由于Schilling水下机械手各关节之间的连接参数中存在多个偏距，其运动学逆解不能简单由解析方式给出。机械手进行控制与轨迹规划等操作必须找到一种快速求解的方法。本篇文章得出一种基于信赖域法的机械手运动学逆解算法。由于该算法具有收敛速度快的特点，故可以被应用于在线求解机械手运动学逆解；由于没有直接求解二阶导数，故不存在奇异解的问题。经理论分析和实验证明该方法在解决水下监控机械手在线跟踪水下结构物空间轨迹的技术问题具有较好的效果。作为课题的实际应用背景的导管架焊缝曲面为一复杂的空间曲面。为了实现课题的研究目标，本课题不仅要求解焊缝的轨迹，而且要给出其法线方向。对于这样一个问题，用空间解析几何和微分几何方法是很难求解的，本文给出了一种基于B样条参数曲面及曲面求交的方法，具有速度快，通用性强的优点。

主从机械手遥控操作摄像机自动跟踪系统

介绍了一种摄像机云台自动跟踪控制系统 ,该系统用来实现遥控机械手主从操作时摄像机自动跟踪从手末端夹钳的运动以辅助操作员进行遥控操作 ;介绍了系统的组成、工作原理及控制算法 ;实验结果验证了算法的正确性和控制系统的可行性。

遥控移动式作业机器人实时多任务管理系统

本文介绍遥控移动式作业机器人实时多任务管理系统．该系统是在多总线和位总线相结合的计算机系统上，利用ｉＲＭＸⅡ实时多任务操作系统设计编制的实时多任务管理系统．该系统为遥控机器人提供了数据通讯，人机接口，任务作业等重要管理工作，使机器人能顺利地完成机械手操作和车体运动等重要控制功能。

机器人及机器人学中的控制问题

机器人已成为进一步实现制造业、非制造业、军事活动以至家庭服务自动化的重要工具.机器人学则是更综合地研究如何使机器或系统具有“思想、感知或动作功能的一门交叉性新学科”.机器人的发展是波浪式的,经历了多次的曲折.目前工业机器人中除装配机器人外,其他点焊、弧焊、喷漆及搬运机器人,由于应用范围限制,以及工业生产装备更新速度和投资规模的影响,市场日趋饱和.以美国为例.制造商订单1984年达到高峰6046台.至1986年下降至5713台,不过对机器人未来市场大都持乐观态度.但进一步开拓市场.有待于推出适用于各种环境作业的各式各样的机器人.日本东京大学教授认为机器人当前处于又一次高潮的前夜(Nightmare),正是需要大力加强研究开发的时期.我国正在着手建立工业机器人产业,这一情况值得我们注意.本文着重从研究角度来介绍当前机器人及机器人学中的控制问题的现状及主要问题.

着眼于实用化的 SZS 主从伺服机械手

SZS 主从机械手是中国科学院沈阳自动化研究所研究开发的通用型多功能主从机械手。本文概要介绍了该机械手的应用环境,性能特点及提高操作性能的部分方法。