Phase-shifting apodizer for next-generation digital versatile disk

The next generation digital versatile disk (DVD) using blue lasers will have a capacity of 13 to 15 Gbytes. Compared with current DVD, the wavelength will be shorter and the numerical aperture (NA) will be higher. But with the increase of NA and decrease of wave length, the depth of focus (DOF) decrease rapidly, which makes it hard for the servo-system to track. We propose an optimized three-portion phase-shifting apodizer to increase the depth of focus and at the same time minimize the spot size, which makes the DOF of next generation DVD comparable to current DVD. The simulation result shows that an optical system with this apodizer also has a good defocus characteristic. (C) 2001 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Frequency locked micro disk resonator for real time and precise monitoring of refractive index.

We experimentally demonstrate a frequency modulation locked servo loop, locked to a resonance line of an on-chip microdisk resonator in a silicon nitride platform. By using this approach, we demonstrate real-time monitoring of refractive index variations with a precision approaching 10(-7) RIU, using a moderate Q factor of 10(4). The approach can be applied for intensity independent, dynamic and precise index of refraction monitoring for biosensing applications.

Notch and strain rate sensitivity of non-crimp fabric composites

The notch and strain rate sensitivity of non-crimp glass fibre/vinyl-ester laminates subjected to uniaxial tensile loads has been investigated experimentally. Two sets of notch configurations were tested; one where circular holes were drilled and another where fragment simulating projectiles were fired through the plate creating a notch. Experiments were conducted for strain rates ranging from 10-4 s-1 to 102 s-1 using servo hydraulic machines. A significant increase in strength with increasing strain rate was observed for both notched and un-notched specimens. High speed photography revealed changes in failure mode, for certain laminate configurations, as the strain rate increased. The tested laminate configurations showed fairly small notch sensitivity for the whole range of strain rates. © 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Notch and strain rate sensitivity of non crimp fabric composites

The notch and strain rate sensitivity of non-crimp glass fibre/vinyl-ester laminates subjected to uniaxial tensile loads has been investigated experimentally. Two set of notch configurations were tested; one where circular holes were drilled and another where fragment simulating projectiles were fired through the plate creating a notch. Experiments were conducted for strain rates ranging from 10-4/s to 102/s using servo hydraulic machines. A significant increase in strength with increasing strain rate was observed for both notched and unnotched specimens. High speed photography revealed changes in failure mode, for certain laminate configurations, as the strain rate increased. The tested laminate configurations showed fairly small notch sensitivity for the whole range of strain rates.

永磁伺服电动机的矢量调速控制系统研究

永磁同步伺服电动机（PMSM）以其优越的性能广泛应用于各个机械传动领域。对PMSM的研究具有非常大的实际意义和价值，尤其对于我们单位目前在建大科学工程CSR。本文采用美国TI公司专用于电动机控制的数字信号处理器（DSP）芯片TMs320LF2406A作为核心，设计和开发全数字化的PMSM矢量调速控制系统。深入研究永磁同步电动机的矢量控制理论，建立起相应数学模型，然后提出矢量控制调速方案，并通过Mat lab仿真论证其可行性。介绍了硬件，软件结构及其实现。硬件方面主要介绍了控制电路各部分的设计和调试。在硬件基础上，用T工公司DSP汇编语言编程，实现电流环和速度环的双环控制，给出了系统程序和PWM信号产生的思路，并给出了主要模块的源程序。为了提高程序的运行效率，节省存储空间和提高系统的可靠性，程序中尽可能多的采用了数据表结构。

基于神经网络的机器人视觉伺服控制

视觉伺服可以应用于机器人初始定位自动导引、自动避障、轨线跟踪和运动目标跟踪等控制系统中。传统的视觉伺服系统在运行时包括工作空间定位和动力学逆运算两个过程,需要实时计算视觉雅可比矩阵和机器人逆雅可比矩阵,计算量大,系统结构复杂。本文分析了基于图像的机器人视觉伺服的基本原理,使用BP神经网络来确定达到指定位姿所需要的关节角度,将视觉信息直接融入伺服过程,在保证伺服精度的情况下大大简化了控制算法。文中针对Puma560工业机器人的模型进行了仿真实验,结果验证了该方法的有效性。

电机转速自适应测量方法及其在DSP上的实现

本文在分析几种常用的基于编码器测速方法的基础上,提出了一种高性能的自适应速度测量方法。该方法选择一个可变的时间周期和编码器脉冲数来测量单位时间内的编码器脉冲数,再通过简单的计算得到转速的测量值。数字信号处理器(DSP)芯片集成有正交脉冲编码电路,并且数据处理速度快,实时性强。本文中提出的方法在电机控制专用DSP芯片TMS320 LF2407A上进行了实现。实验研究表明,可以在提高低速时的测速准确度的同时,提高系统的响应时间。该方法已经在自主研发的全数字伺服驱动系统中得到了成功应用。

S／T曲线速度规划在定点DSP上的实现

本文将S／T曲线速度规划的思想引入全数字伺服驱动系统中,通过提高速度的平滑性,特别是高速启、制动状态,来提高伺服系统的整体控制性能。基于定点数字信号处理器DSP芯片对提出的算法进行了实现。由于定点运算的限制,算法在实现中需要进行特殊的处理,本文对此进行了研究,并提出了一种余码补偿方案。实验研究表明,使用本文提出的方法可以提高系统运行的平稳性和控制的精确度。

一种FPGA的嵌入式可重构机器人控制系统

提出一种基于FPGA的可重构嵌入式微处理器控制系统.在FPGA中嵌入两个NiosⅡ软核,用VHDL语言编写用户自定义组件.在一个由NiosⅡ软核组成的处理器上实现PWM信号生成、编码器信号处理以及多电机同步伺服运算等,在另一个处理器实现机器人任务管理.该控制系统针对微小型爬壁机器人的控制系统设计,不仅具有良好的实时多任务处理能力,而且具有可重构的特点,因而可应用于一类微小型机器人控制系统以提高其设计的灵活性.

基于视觉伺服的输电线巡检机器人抓线控制

巡检机器人在越障时,需要完成机器人手臂的准确抓线控制.结合输电线的几何特征和摄像机成像原理,提出了一种基于单摄像机的立体视觉方法来确定输电线的位置和姿态.基于该定位方法及视觉伺服理论,建立机械手抓线伺服控制模型.利用自行研制的巡检机器人进行了视觉伺服抓线实验;实验结果验证了该方法的有效性.

输电线巡检机器人行走动力特性与位姿分析

根据跨越超高压输电线路障碍物的类型,提出一种新的双臂自主越障巡检机器人机构。该机器人采用复合轮爪机构在架空地线上连续行走并跨越障碍。由于架空地线呈悬链线状,机器人在连续行走过程中会出现上坡和下坡,对行走动力特性的影响非常明显。在上坡时行走电动机提供驱动力矩,在下坡时行走电动机提供制动力矩,以保持匀速巡线。详细分析了机器人在架空地线上行走时所处的加速、匀速、减速和停止的各个状态,驱动机器人所需的驱动力矩以及它们与机构参数之间的关系,并应用优化方法给出各个状态电动机驱动力矩最小时,机器人机构参数对应的最优解,为巡检机器人的设计和控制系统方案的确定提供了理论依据。

运动解耦机理分析与解耦关节设计

分析了运动解耦机理,提出了只有结构解耦才能方便地做到运动解耦,给出了结构解耦的条件:所有回转轴线交于一点,前面的转动使得有关回转轴线的位姿发生变化,后面的转动按照已经发生变化的回转轴线转动,即保证杆的长度不发生变化和杆的回转中心不发生平移。在此基础上,设计了一种三自由度运动解耦液压伺服关节。

智能机器人多传感器实验平台的图像伺服系统

结合智能机器人多传感器实验平台的研制工作 ,系统介绍了其图像伺服子系统的工作原理、系统构成以及实现方案 ,涉及图像处理、机器视觉和机器人跟踪控制等相关内容 ,并讨论了物体自动识别和抓取过程中需要注意的一些问题 .

基于网络直角坐标机器人视觉伺服系统研究

为了实现定位抓取任务,提出基于网络的直角坐标机器人视觉控制系统。针对机器人运动控制的非线性与强耦合特性,采用神经网络控制器,构建了图像偏差与运动控制量之间的对应关系。通过对图像增强、边缘提取、特征提取等图像处理方法的综合分析,提出了一套优化组合图像处理法。在计算机网络环境下,采用自定义协议实现图像处理器与运动控制器协调控制,并将远程监控应用到机器人控制中。实验结果表明,该系统能够在视野范围内自动实现定位抓取动作。

轮式移动宜人机器人技术研究

轮式移动宜人机器人项目研究的主要目的是开发自主式仿人机器人样机 ,探索先进的机器人理论和技术。轮式移动宜人机器人由正交轮式移动平台、腰部、躯干及头部和双臂组成 ,共 2 1个自由度。整体结构包括 :电源系统、机械系统、控制系统和传感系统。电源系统采用车载电池供电。机械系统包括变刚度结构 ,提高了机器人与人交互作业的安全性。控制系统分为中央协调层和执行层结构。传感系统主要实现关节位置检测、姿态检测、力检测和视觉。文章讨论了此机器人的研究进展。