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基于图优化参数辨识的船体变形测量方法
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作者 徐东生 张霄力 +2 位作者 何荧 彭侠夫 宋凝芳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期247-253,共7页
针对船体变形惯性匹配测量中模型参数准确性影响测量精度的问题,本文提出了一种基于图优化的船体变形模型参数辨识方法并应用于惯性匹配测量。通过分析船体变形模型预设参数对惯性匹配测量的Kalman滤波影响,得到参数对惯性匹配精度的影... 针对船体变形惯性匹配测量中模型参数准确性影响测量精度的问题,本文提出了一种基于图优化的船体变形模型参数辨识方法并应用于惯性匹配测量。通过分析船体变形模型预设参数对惯性匹配测量的Kalman滤波影响,得到参数对惯性匹配精度的影响机制;利用船体变形历史数据,结合待辨识的船体变形模型参数组成图优化超图,建立船体变形参数辨识的图优化模型,实现船体变形惯性匹配预设模型参数的辨识,最后将参数辨识结果代入惯性匹配方程以完成准确测量。仿真实验验证了该方法可以有效地完成船体变形参数辨识,保障船体变形惯性匹配测量的准确度。 展开更多
关键词 船体变形 惯性匹配测量 预设参数 KALMAN滤波 图优化 超图 参数辨识 准确测量
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基于多模特征深度学习的机器人抓取判别方法 被引量:31
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作者 仲训杲 徐敏 +1 位作者 仲训昱 彭侠夫 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1022-1029,共8页
针对智能机器人抓取判别问题,研究多模特征深度学习与融合方法.该方法将测试特征分布偏离训练特征视为一类噪化,引入带稀疏约束的降噪自动编码(Denoising auto-encoding,DAE),实现网络权值学习;并以叠层融合策略,获取初始多模特征的深... 针对智能机器人抓取判别问题,研究多模特征深度学习与融合方法.该方法将测试特征分布偏离训练特征视为一类噪化,引入带稀疏约束的降噪自动编码(Denoising auto-encoding,DAE),实现网络权值学习;并以叠层融合策略,获取初始多模特征的深层抽象表达,两种手段相结合旨在提高深度网络的鲁棒性和抓取判别精确性.实验采用深度摄像机与6自由度工业机器人组建测试平台,对不同类别目标进行在线对比实验.结果表明,设计的多模特征深度学习依据人的抓取习惯,实现最优抓取判别,并且机器人成功实施抓取定位,研究方法对新目标具备良好的抓取判别能力. 展开更多
关键词 机器人抓取判别 降噪自动编码 叠层深度学习 多模特征
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内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法 被引量:14
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作者 何栋炜 彭侠夫 +1 位作者 蒋学程 周结华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期49-55,共7页
针对现有内置式永磁同步电机(IPMSM)转子初始位置估计方法设计复杂与计算量大的问题,提出了基于旋转高频信号注入和傅氏算法的改进方法。使用移相和傅氏算法从响应电流中提取转子位置初步估算值,利用磁路饱和特性获得转子磁极方向,综合... 针对现有内置式永磁同步电机(IPMSM)转子初始位置估计方法设计复杂与计算量大的问题,提出了基于旋转高频信号注入和傅氏算法的改进方法。使用移相和傅氏算法从响应电流中提取转子位置初步估算值,利用磁路饱和特性获得转子磁极方向,综合其结果得到转子初始位置,并对死区效应等非线性因素对该方法的影响进行了分析。在此基础上提出使用移位代替移相滤波器(通过选择适当的PMW频率和注入信号频率)、平均滤波等方法改进算法实现。在实验平台上完成验证实验,实验结果表明本文提出的方法能够快速且准确地估算出IPMSM转子初始位置(误差小于6°电角度),并且该方法相比传统方法更容易实施、计算量更小,适合工程应用。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 傅氏算法 高频信号注入 初始位置估计 磁极判断
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永磁同步电机模型预测控制的电流控制策略 被引量:13
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作者 何栋炜 彭侠夫 蒋学程 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1556-1565,共10页
永磁同步电机(PMSM)的矢量控制受交叉耦合、输出延时、参数失配等因素的影响.针对这些问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的电流控制策略.该策略利用MPC的预测状态来减小输出延时对解耦所造成的影响,并使用历史数据进行反馈校正结合滚动... 永磁同步电机(PMSM)的矢量控制受交叉耦合、输出延时、参数失配等因素的影响.针对这些问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的电流控制策略.该策略利用MPC的预测状态来减小输出延时对解耦所造成的影响,并使用历史数据进行反馈校正结合滚动优化以消除参数失配和模型误差等因素对控制的影响,保证电流的跟踪性能.仿真和实验结果表明,该策略能够有效地改善矢量控制的动态响应,并具有较强的鲁棒性,此外,该策略的参数整定简单,适合工程应用. 展开更多
关键词 永磁同步电机 电流控制策略 动态响应 矢量控制 解耦电流控制 模型预测控制
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永磁同步电机的改进扩展卡尔曼滤波测速算法 被引量:8
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作者 何栋炜 彭侠夫 +1 位作者 蒋学程 周结华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期59-64,共6页
针对使用增量式编码器的永磁同步电机(PMSM)伺服系统中的传统测速算法(M算法结合低通滤波)存在的时延与不准确的问题,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波(EKF)测速算法.该方法在不修改原有电路的前提下,利用EKF算法抑制噪声且不产生时延的... 针对使用增量式编码器的永磁同步电机(PMSM)伺服系统中的传统测速算法(M算法结合低通滤波)存在的时延与不准确的问题,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波(EKF)测速算法.该方法在不修改原有电路的前提下,利用EKF算法抑制噪声且不产生时延的特点,针对性地设计了观测模型,并通过矩阵变换与利用定点数字信号处理器累加溢出的周期性,极大地简化了原有的EKF算法.实验结果证明:该算法能够在电机的整个运行过程中给出相对实时的、准确的速度估计值,在一定程度上改善了电机的调速性能,并且算法具有很强的实用性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 测速算法 扩展卡尔曼滤波 增量式编码器
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永磁同步电机模型补偿组合非线性反馈位置控制 被引量:9
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作者 蒋学程 彭侠夫 何栋炜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期89-95,11,共7页
为使永磁同步电机位置跟踪控制系统具有无超调快速响应性能和较强的系统参数、负载鲁棒性,提出一种基于模型自适应补偿的非线性组合反馈控制方法。针对高增益线性反馈与超调的矛盾性,以非线性反馈控制器为第二控制器,实现无超调快速跟... 为使永磁同步电机位置跟踪控制系统具有无超调快速响应性能和较强的系统参数、负载鲁棒性,提出一种基于模型自适应补偿的非线性组合反馈控制方法。针对高增益线性反馈与超调的矛盾性,以非线性反馈控制器为第二控制器,实现无超调快速跟踪参考位置,并讨论了存在输入受限情况下离散非线性组合反馈控制在吸引域内的稳定性条件。针对一般非线性组合反馈控制的参数和负载扰动自适应差的问题,采用仿射投影模型自适应补偿算法提高系统鲁棒性。通过仿真和实验表明该新型组合控制方法除了具有很好的动静态性能,还具有良好的参数、负载鲁棒性,适用于永磁同步电机高性能位置跟踪控制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 组合非线性反馈 稳定性 模型补偿 鲁棒性 仿射投影算法
原文传递
两种改进的GM(2,1)模型及其在船舶横摇预报中的应用 被引量:10
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作者 刘丽桑 彭侠夫 周结华 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期515-519,共5页
实时准确地预报船舶横摇运动是目前船舶运动研究的一个重要课题,对于提高船舶的耐波性和适航性具有重要的意义.灰色GM(2,1)模型有2个指数分量,能反映出序列摆动的运动情况,但预测精度仍然不足.因此在GM(2,1)模型对非线性复杂横摇运动进... 实时准确地预报船舶横摇运动是目前船舶运动研究的一个重要课题,对于提高船舶的耐波性和适航性具有重要的意义.灰色GM(2,1)模型有2个指数分量,能反映出序列摆动的运动情况,但预测精度仍然不足.因此在GM(2,1)模型对非线性复杂横摇运动进行建模及预测的基础上,基于误差补偿的思想,用周期外延和神经网络2种方法分别对灰色模型进行改进.仿真结果表明,灰色-周期外延组合预测模型和灰色-BP神经网络组合预测模型均能准确有效地预报船舶横摇运动,进一步提高灰色模型的预测精度,为船舶减摇控制打下了良好基础,具有实用价值. 展开更多
关键词 GM(2 1) 灰色-周期外延 灰色-神经网络 误差补偿
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空间3自由度冗余驱动并联机构的运动学分析 被引量:8
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作者 周结华 彭侠夫 仲训昱 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期221-226,共6页
由n(n<6)条SPS主动支链和一条被动约束支链构成的并联机构结构简单而且承载能力更强,具有非常广泛的应用前景。以4-SPS/S结构的并联机构为研究对象,实现模拟船舶在海浪中的3自由度摇摆运动功能。运用螺旋理论分析4-SPS/S并联机构真... 由n(n<6)条SPS主动支链和一条被动约束支链构成的并联机构结构简单而且承载能力更强,具有非常广泛的应用前景。以4-SPS/S结构的并联机构为研究对象,实现模拟船舶在海浪中的3自由度摇摆运动功能。运用螺旋理论分析4-SPS/S并联机构真实的自由运动特性。运用坐标旋转矩阵变换和矢量导数法,推导出并联机构位置逆解的解析表达式以及各主动支链和动平台的微分运动特性。运用杆长约束条件和Sylvester结式消元法,推导出该机构位置正解的解析解。仿真研究和实例验证结果表明,该机构具有4组位置正解,其中2组为实解,另外2组为虚解,验证了位置正解求解算法的正确性。 展开更多
关键词 并联机构 位置逆解 微分运动特性 位置正解
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三自由度冗余驱动并联机构的奇异性和工作空间分析 被引量:16
9
作者 周结华 彭侠夫 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期751-756,共6页
基于4-SPS/S三自由度冗余驱动并联机构的位置逆解模型,运用微分法推导出了该并联机构的雅可比矩阵,结合Gosselin奇异性分析法和数值分析法,分析了该并联机构的奇异性。随后分析了影响4-SPS/S三自由度冗余驱动并联机构工作空间的主要因素... 基于4-SPS/S三自由度冗余驱动并联机构的位置逆解模型,运用微分法推导出了该并联机构的雅可比矩阵,结合Gosselin奇异性分析法和数值分析法,分析了该并联机构的奇异性。随后分析了影响4-SPS/S三自由度冗余驱动并联机构工作空间的主要因素,并对其各支链的行程限制、各球铰副的转角限制和各支链间的尺寸干涉限制等影响因素进行了解析化分析。最后,基于4-SPS/S三自由度冗余驱动并联机构的位置正解模型,设计了该并联机构回转工作空间的求解算法。该算法避免了数值方法及几何方法的复杂性和不确定性,实现了回转工作空间的直观性表达。 展开更多
关键词 并联机构 冗余驱动 奇异性分析 工作空间分析
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永磁同步电机模型自适应补偿速度控制 被引量:6
10
作者 蒋学程 彭侠夫 何栋炜 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期69-74,共6页
针对参数变化、负载扰动带来的永磁同步电机速度控制问题,提出基于投影算法的永磁同步电机模型自适应补偿速度控制。依据永磁同步电机速度环模型自适应补偿的充分条件,设计满足该条件的参数、负载估计投影算法,并以计算出的前馈控制量... 针对参数变化、负载扰动带来的永磁同步电机速度控制问题,提出基于投影算法的永磁同步电机模型自适应补偿速度控制。依据永磁同步电机速度环模型自适应补偿的充分条件,设计满足该条件的参数、负载估计投影算法,并以计算出的前馈控制量补偿到速度控制系统中,使实际速度系统等效于无参数变化、无负载扰动的标称模型,并对该标称模型设计速度跟踪控制器。仿真和实验表明,该方法可实现了速度控制系统在参数、负载不确定性环境下的快速、小超调甚至无超调的鲁棒跟踪控制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 标称模型 投影算法 负载干扰
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小转动惯量PMSM电流环二自由度内模控制 被引量:9
11
作者 蒋学程 彭侠夫 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期69-74,共6页
为改进小转动惯量永磁同步电机电流动态响应性能,建立考虑旋转反电动势和逆变器环节的永磁同步电机电流环三阶数学模型,以该数学模型为基础,设计小转动惯量永磁同步电机电流环二自由度内模控制器。并针对该电流控制系统的鲁棒性能与内... 为改进小转动惯量永磁同步电机电流动态响应性能,建立考虑旋转反电动势和逆变器环节的永磁同步电机电流环三阶数学模型,以该数学模型为基础,设计小转动惯量永磁同步电机电流环二自由度内模控制器。并针对该电流控制系统的鲁棒性能与内模控制器参数、反馈滤波器参数都相关的问题,引入新的反馈滤波器,使两参数分别调节系统的动态跟踪性能和鲁棒性能。详细分析该内模控制方法下系统参数敏感度和负载对电流动态性能的影响。最后通过仿真和实验,表明该方法有助于提高小转动惯量永磁同步电机电流动态响应性能,且参数调整简单明确。 展开更多
关键词 转动惯量 永磁同步电机 动态性能 内模控制 鲁棒性
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基于改进型迭代神经网络的三自由度并联机构位置正解分析 被引量:6
12
作者 周结华 彭侠夫 仲训昱 《机床与液压》 北大核心 2012年第11期32-35,共4页
针对模拟船舶在海上运动的摇摆姿态及重载的要求,根据并联机器人机构综合理论,提出运用4SPS-1S结构的并联机构实现模拟船舶在重载情况下的摇摆运动。通过对该机构的运动学分析,推导出三自由度并联机构位置逆解的解析表达式。考虑到位置... 针对模拟船舶在海上运动的摇摆姿态及重载的要求,根据并联机器人机构综合理论,提出运用4SPS-1S结构的并联机构实现模拟船舶在重载情况下的摇摆运动。通过对该机构的运动学分析,推导出三自由度并联机构位置逆解的解析表达式。考虑到位置正解的解析解难以求出,运用一种改进型、高效率的迭代神经网络对其位置正解模型进行求解,最后借助Matlab软件对位置正解模型进行了仿真研究。研究结果表明:该改进型迭代BP神经网络不但性能上优于普通的BP神经网络和误差补偿函数为f(ε)=ε的迭代BP神经网络,且所建立的位置正解模型可以满足实时控制要求。 展开更多
关键词 三自由度并联机构 位置正解 迭代算法 神经网络
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船舶运动视景仿真系统研究 被引量:7
13
作者 何金花 彭侠夫 王莺 《计算机仿真》 CSCD 2007年第8期198-200,共3页
由于航海在军事及经济中的重要性,船舶的运动研究也引起了人们的高度重视。文章介绍了在虚拟海洋环境中船舶运动的三维视景仿真系统。文中给出了船舶在规则波中的运动方程,用Creator仿真软件建立了船舶的三维模型,在Vega软件中对船舶的... 由于航海在军事及经济中的重要性,船舶的运动研究也引起了人们的高度重视。文章介绍了在虚拟海洋环境中船舶运动的三维视景仿真系统。文中给出了船舶在规则波中的运动方程,用Creator仿真软件建立了船舶的三维模型,在Vega软件中对船舶的运动进行了实时交互控制。该系统在Vega的海洋模块中建立海洋场景,较真实地模拟了船舶在海面的运动情况。该系统不仅节约了研究经费,同时获得了较好的视觉效果,为后续的研究打下很好的基础。 展开更多
关键词 船舶运动 视景仿真 运动控制
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二阶灰色神经网络在船舶横摇预报中的应用 被引量:5
14
作者 刘丽桑 彭侠夫 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第5期468-472,共5页
为了提高船舶的耐波性和适航性、对船舶横摇进行有效准确预报,提出了将灰色系统理论和神经网络进行有机结合的二阶灰色神经网络预报模型。介绍了二阶灰色预报模型,采用神经网络映射的办法构建灰色神经网络预报模型,并介绍了神经网络学... 为了提高船舶的耐波性和适航性、对船舶横摇进行有效准确预报,提出了将灰色系统理论和神经网络进行有机结合的二阶灰色神经网络预报模型。介绍了二阶灰色预报模型,采用神经网络映射的办法构建灰色神经网络预报模型,并介绍了神经网络学习机制。另外,以某舰船横摇运动时间序列预报为例对模型进行仿真验证,有效改善了二阶灰色模型较大的预报偏差。仿真结果表明,GNNM(2,1)模型能准确预报船舶横摇运动,具有更高的预报精度和更好的数据稳定性。 展开更多
关键词 灰色神经网络 船舶横摇 预报 GNNM(2 1)
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六相逆变器空间矢量脉宽调制策略的分析与优化 被引量:4
15
作者 付胜杰 彭侠夫 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期512-516,共5页
为提高六相电压源逆变器的稳定性,最大限度地降低系统功率损耗,通过分析六相电压源逆变器相邻四矢量控制策略,并结合其本身所具有的开关特性,合理利用不同类型的零电压矢量,并调整其在一个开关周期中的作用时间,以达到改善功率器件开关... 为提高六相电压源逆变器的稳定性,最大限度地降低系统功率损耗,通过分析六相电压源逆变器相邻四矢量控制策略,并结合其本身所具有的开关特性,合理利用不同类型的零电压矢量,并调整其在一个开关周期中的作用时间,以达到改善功率器件开关模式的目的,从而优化了六相电压源逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略.仿真结果表明,传统的电压矢量调制方式相比,该方法在不同调制深度下具有理想的谐波特性,同时可以有效地降低逆变器开关损耗. 展开更多
关键词 六相电压源逆变器 空间矢量脉宽调制 零矢量 谐波畸变率 开关损耗
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基于公共电话网络实现智能家居的研究 被引量:8
16
作者 周结华 彭侠夫 《现代电子技术》 2009年第4期56-58,共3页
利用单片机控制技术实现一种新的智能家居远程控制系统。该系统以公共电话网络为主要的信号载体,采用密码验证方式识别用户的合法身份,利用电话机上的按键作为控制命令键实现对家用电器的控制。在对家用电器进行控制的过程中,采用电力... 利用单片机控制技术实现一种新的智能家居远程控制系统。该系统以公共电话网络为主要的信号载体,采用密码验证方式识别用户的合法身份,利用电话机上的按键作为控制命令键实现对家用电器的控制。在对家用电器进行控制的过程中,采用电力载波调制解调的方式,达到在对家用电器控制时无需单独布线的优点。同时当系统识别到用户家里有特殊情况时,如火灾、被盗、煤气泄漏等,可以实现自动拨号报警。系统会自动根据用户预先设定的拨号号码,发出报警信息,达到向用户报警的目的。 展开更多
关键词 单片机控制 智能家居 远程控制 电力载波
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基于μC/OS-Ⅱ的永磁同步电动机伺服系统软件设计 被引量:2
17
作者 陈涛 彭侠夫 叶瑰昀 《微电机》 北大核心 2007年第5期52-54,共3页
对以TMS320LF2407为基础,如何在μC/OS-Ⅱ实时多任务内核的环境下建立永磁同步电动机伺服系统的位置环、速度环和电流环进行了阐述;通过运用μC/OS-Ⅱ来调度任务,提高了系统的稳定性、可靠性和安全性,缩短了软件设计的周期和难度,提高... 对以TMS320LF2407为基础,如何在μC/OS-Ⅱ实时多任务内核的环境下建立永磁同步电动机伺服系统的位置环、速度环和电流环进行了阐述;通过运用μC/OS-Ⅱ来调度任务,提高了系统的稳定性、可靠性和安全性,缩短了软件设计的周期和难度,提高了程序的可读性和可维护性。 展开更多
关键词 μC/OS-Ⅱ 伺服系统 软件 永磁同步电动机 数字信号处理器
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智能分体空调节电器研制 被引量:1
18
作者 刘暾东 吕洪达 +1 位作者 刘智 彭侠夫 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第5期973-976,共4页
针对空调、冰柜等家用高能耗制冷设备,开发一种新型空调智能节电器;该节电器根据地区气候区划的不同,选择相应节电模式;同时,根据一天24h室内外昼夜温差的变化规律,自动调整节电率,优化压缩机运行曲线,充分利用制冷剂的余冷,实现对空调... 针对空调、冰柜等家用高能耗制冷设备,开发一种新型空调智能节电器;该节电器根据地区气候区划的不同,选择相应节电模式;同时,根据一天24h室内外昼夜温差的变化规律,自动调整节电率,优化压缩机运行曲线,充分利用制冷剂的余冷,实现对空调、冰柜等压缩机设备的优化控制,达到节约电能的目的;另外,在温度检测模块的作用下,控制室内温度不超过预先设定范围,保证节电与人体的舒适度;节电器硬件电路以8位微处理器为核心,外接瞬态型SC2272-M4遥控解码芯片、开关电源、实时时钟、温度检测等模块;软件设计主要由初始化、键码采集、按键处理、参数保存、温度检测、压缩机控制等部分构成;经测试,节电器制冷与制热节电率分别达到27%和22%,市场应用前景广阔。 展开更多
关键词 智能节电器 节电模式 节电率
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小转动惯量永磁同步电机电流环内模控制 被引量:2
19
作者 蒋学程 彭侠夫 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第3期331-334,457,共5页
永磁同步电机调速系统由于电流动态过程中反电势的影响,特别是小转动惯量电机,电流动态响应明显恶化。为了减小电机动态过程中反电势对电流环的影响和改进电流动态响应性能,以考虑旋转反电势永磁同步电机电流二阶系统为对象,依据内模控... 永磁同步电机调速系统由于电流动态过程中反电势的影响,特别是小转动惯量电机,电流动态响应明显恶化。为了减小电机动态过程中反电势对电流环的影响和改进电流动态响应性能,以考虑旋转反电势永磁同步电机电流二阶系统为对象,依据内模控制原理设计出小转动惯量永磁同步电机电流内模控制器,该方法参数单一,电流动静态性能好,鲁棒性强,工程上容易实现,且系统具有很好的动态加速度性能。最后通过仿真验证该控制器对小转动惯量永磁同步电机电流环控制的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 内模 鲁棒性 电流环控制器
原文传递
空间三自由度冗余驱动并联机构的加速度性能指标分析 被引量:2
20
作者 周结华 彭侠夫 《机床与液压》 北大核心 2015年第15期11-15,25,共6页
在建立空间三自由度冗余驱动并联机构Hessian矩阵的基础上,研究空间三自由度冗余驱动并联机构的加速度全域性能指标。在预设工作空间内,绘制加速度全域性能指标图谱。通过观察图谱,分析加速度全域性能指标随并联机构尺寸参数变化的分布... 在建立空间三自由度冗余驱动并联机构Hessian矩阵的基础上,研究空间三自由度冗余驱动并联机构的加速度全域性能指标。在预设工作空间内,绘制加速度全域性能指标图谱。通过观察图谱,分析加速度全域性能指标随并联机构尺寸参数变化的分布规律。结果表明:ηa的最大值为0.803 7,即加速度性能指标最优,对应的结构参数为l_1=3.0 m,l_2=4.0 m,l_3=0.5 m,l_4=3.0 m;加速度性能指标好的空间三自由度冗余驱动并联机构组型主要集中在2.5 m≤l_1≤3.0 m,3.5 m≤l_2≤4.0 m,0.5 m≤l_3≤1.0 m,2.5 m≤l_4≤3.0 m的区域。 展开更多
关键词 冗余驱动 并联机构 加速度 性能指标
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