高速柔索牽引攝像機器人機動性與穩(wěn)定性研究結(jié)題摘要

隨著電視轉(zhuǎn)播技術的進步，一種可以實現(xiàn)全方位取景，實時性，連續(xù)性，高效省力，畫面靈活變換并且穩(wěn)定的攝像方式顯得十分重要。借助于柔索牽引并聯(lián)攝像機器人可完美地實現(xiàn)這種大范圍的全景拍攝要求。目前，關于攝像機器人的機動性和穩(wěn)定性未有深入的研究見諸報道。故攝像機器人的理論研究和技術提升存在著較大的空間。從理論和技術上深入研究影響攝像機器人清晰成像的關鍵問題，將對柔索牽引運動機構(gòu)的工作能力、可控程度有更進一步的了解和提升，并為攝像機器人的實際工程應用提供一定的技術支持。 本課題主要的研究內(nèi)容包括：高速柔索攝像機器人動力學建模；冗余拉力優(yōu)化求解；動力工作空間研究；索拉力解算的實時性和連續(xù)性分析；運行穩(wěn)定性研究和運動穩(wěn)定控制方法。 通過對本課題深入研究，取得如下成果：基于集合理論獲得動力工作空間的一致求解策略。將冗余拉力求解問題轉(zhuǎn)化為凸可行域上的多項式極值問題，提出了衡量拉力優(yōu)化求解連續(xù)性和實時性的指標。通過牛頓法建立了攝像機器人系統(tǒng)的動力學方程。在當前位置點的位置性能因子和最小索拉力性能因子的基礎上，提出了力位加權(quán)的穩(wěn)定性評價方法。建立了攝像機器人多目標結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，得到了在滿足繩索張力上下限、最小拍攝任務空間體積和能量截斷頻率的前提下，具有更大的工作空間、更高的全局一階自然頻率和更小的繩索張力沖量的設計參數(shù)。為實現(xiàn)攝像機器人平穩(wěn)啟動和快速換向運動，對啟停變向過渡階段進行高階多項式插值規(guī)劃，提出了帶有干擾觀測器的基于末端位置空間的PD前饋控制策略，實現(xiàn)了攝像機器人穩(wěn)定運行。在最小索力和剛度最小奇異值的基礎上，提出了基于索力因子和剛度因子的穩(wěn)定度作為攝像機器人穩(wěn)定性評價的指標，對攝像機器人的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行分析。 構(gòu)建了5m原理樣機，進行了攝像機器人實時控制系統(tǒng)實驗驗證。規(guī)劃了直線軌跡、三角軌跡、圓軌跡實驗，研究了最大運行速度、最大加速度、最小可控穩(wěn)定運動速度和調(diào)整時間等性能指標。 培養(yǎng)已畢業(yè)的博士生2人、碩士生6人，在讀博士生1人。共發(fā)表SCI、EI檢索論文17篇，其中SCI檢索10篇、EI檢索9篇，每篇論文都標注了基金資助號。獲得國家發(fā)明專利授權(quán)3項。

柔索牽引攝像機器人可在大型運動賽場和演出現(xiàn)場的上空飛行，實現(xiàn)攝像機的任意空間三維運動，帶來了攝像機搭載系統(tǒng)的一次革命。攝像機的運動隨拍攝目標的瞬間變化而改變，機動性要求高；風荷、快速啟停運動的慣性沖擊等因素容易造成攝像機平臺晃動、導致影像模糊。針對攝像機器人的機動性與穩(wěn)定性這兩個關鍵問題，首先，提出一種實時自適應魯棒控制方法，實現(xiàn)對其運動的靈活交互控制。其次，研究一種基于凸集理論的連續(xù)光滑冗余驅(qū)動力的快速求解算法，既在要求的控制步長內(nèi)完成驅(qū)動力的快速解算，也為攝像機平臺提供平滑的驅(qū)動力矩。最后，嘗試攝像機系統(tǒng)的多環(huán)節(jié)穩(wěn)定性增強技術，以保證攝像機在多種因素干擾下成功拍攝。.本項目的完成將彌補目前對攝像機器人運動評價指標的不足，為提升其性能奠定堅實的研究基礎，也將促使我國早日擁有具有自主知識產(chǎn)權(quán)的攝像機器人，使我國的攝像機搭載技術產(chǎn)生新的飛躍。

高速鐵路牽引供電系統(tǒng)慕課課程主要介紹高速鐵路牽引供電系統(tǒng)及其負載的基本組成、工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以“電源—變電所—接觸網(wǎng)—負載”為主線進行闡述，主要內(nèi)容包括高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的組成、高速鐵路供電系統(tǒng)保護、高速鐵路供電綜合監(jiān)控系統(tǒng)、高速鐵路受電弓—接觸網(wǎng)系統(tǒng)、高速鐵路牽引供電設備狀態(tài)檢測與過電壓防護和電力牽引與傳動系統(tǒng)等。

按裝飾效果分類，陶柔磚有仿古磚、劈開磚、單色面磚、跳色面磚和馬賽克等樣式。按磚縫的大小分類，陶柔磚有8mm磚縫和6mm磚縫的不同規(guī)格。按功能性不同，陶柔磚分為外保溫陶柔磚和室內(nèi)陶柔磚及衛(wèi)生間內(nèi)專用的陶柔磚。