一、最速下降法求椭球轴线的研究（论文文献综述）
王勇军[1]（2021）在《融合多源信息的小型多旋翼无人机位姿估计方法研究》文中指出小型多旋翼飞行器在整个航空领域扮演着越来越重要的角色,其关键技术是飞控系统中的位姿测量以及航姿的控制。本文针对低成本多旋翼无人机位姿精确量测需求,提出并解决了以下两个关键技术问题:1)如何精确可靠地测量无人机载体位姿并消除（或补偿）传感器的测量误差;2)如何利用多源信息融合进一步提高无人机载体位姿估计精度。针对上述关键问题,其相关理论与方法的研究具有重要的学术价值和现实意义,具体的研究内容及创新点可归纳为以下几个方面。（1）为解决无人机传感测量系统的误差问题,首先针对三轴磁强计、三轴加速度计和三轴陀螺仪的误差,给出了统一的三轴矢量传感器误差模型,分析了航姿角度误差及非对准误差,并通过理论分析指出,基于矢量模值不变特性的标量检验法校正传感器会对姿态角造成不可忽视的剩余误差。为此考虑结合三轴磁强计与三轴加速度计采用双矢量内积法和两步法来校正传感器误差及非对准误差。但是矢量内积法需要约束参考矢量,两步法校正非对准误差要求误差补偿矩阵是正交矩阵。因此,提出用于校正三轴矢量传感器的双内积法。双内积法结合标量校验法与矢量内积法的优点,构建双内积误差目标函数,通过对目标函数进行优化求解,得到的补偿矩阵能解决磁强计与机体坐标系及其他传感器之间的非对准误差,且在受测量噪声影响时仍能保持较好的校正效果。（2）三轴陀螺仪的误差大多在动态情况下才能显式的表出,校正三轴磁强计与三轴加速度的方法仅对陀螺仪的零偏等部分误差校正有效。为此提出了标定小型多旋翼无人机航姿测量系统中三轴MEMS陀螺仪的矢量外积算法。该算法能从本质上统一现有各种基于重力矢量的陀螺仪标定方法,表达式更为简洁,过程计算更方便,而且无需速率转台或其他精密基准,适合于使用环境下对三轴MEMS陀螺仪进行现场标定。通过数值模拟和六旋翼无人机现场标定及飞行实验表明,该方法能精确计算陀螺仪的各误差系数,且与采用转台标定方法的精度相当。将矢量外积标定法和递推数据滤波算法结合可获得稳定的姿态角数据,有利于无人机的飞行控制和载荷任务执行。（3）针对多旋翼无人机中姿态融合算法的问题,设计基于MARG传感器的航姿信息滤波结构,分析并改进无人机姿态融合滤波算法,验证姿态信息融合滤波器能提高无人机导航系统输出的姿态信息精度。针对无人机受运动加速度干扰的问题,为提高水平姿态信息融合的精度,提出一种基于矢量观测的运动加速度干扰抑制姿态融合算法。在此基础上,设计一种抑制加速度和磁场双干扰的矢量并行全姿态滤波器结构,将其与各种常用传感器滤波融合算法结合,不仅能对强干扰和持久性干扰具有更好的抑制性能,而且还可以提高多旋翼无人机的航姿估计可靠性和导航信息精度。（4）针对机载多源信息融合系统,设计多级分散滤波结构,采用联邦卡尔曼滤波算法进行信息融合。通过研究联邦滤波算法中信息分配系数的关键计算方法,分析现有基于协方差和故障概率的信息分配方法不能同时兼顾系统精度和容错性的缺陷,提出一种基于权衡因子的自适应信息分配方法。通过仿真验证,比较三种方法的融合误差,证明所提方法的可行性及可靠性。在联邦滤波算法的基础上,以GPS/电子罗盘/SINS/气压计组合导航系统的高程信息测量为例,给出系统的数学模型,完成信息融合并进行无人机飞行实验,证明了该方法可保障多旋翼无人机在复杂近地面环境下导航状态估计的精度与可靠性。
周翰文[2]（2020）在《基于多传感器融合的水下机器人状态估计》文中研究说明微小型水下机器人厘米级别的高精度作业具有重要应用价值。为了满足高精度控制的需求,需要获得高精度与噪声小的位置、姿态和速度信息,同时这些状态信息还需要具备长时稳定的能力。目前在传统的状态估计方式中,DVL（多普勒测速仪）和INS（惯性导航系统）结合的DR（dead-reckning）方案应用最为成熟,但该方案存在造价昂贵,靠近水底有死区,浅水中噪声过大的问题。状态估计存在的问题大大地制约了水下机器人的智能化发展,已经成为了水下机器人产业发展的瓶颈。在状态估计中引入视觉传感器信息是机器人导航时常用的一种方法,将计算机视觉应用到水下机器人状态估计中是一个很好的方案,具有价格便宜和精度较高的优势,但仍然存在鲁棒性不高,噪声稍大的问题。本文的研究重点在于给出一种鲁棒性强且精度高的结合视觉的水下机器人状态估计方法。本文主要完成的工作如下:首先,对水下机器人状态估计所用的传感器进行了介绍,包括双目摄像头、IMU、磁罗经、深度计和SBL定位系统。然后分别研究了摄像头的畸变模型和基于张正友标定法的单目标定方法以及双目标定矫正方法、IMU的零偏、刻度因数与轴向误差的标定矫正方法以及磁罗经的误差模型和标定矫正方法。其次,针对SBL量测噪声存在随着斜距的增加不断增加的问题,采用Sage-Husa自适应卡尔曼滤波对视觉里程计（VO）、SBL、磁罗经和深度传感器数据进行融合,将获得的水下机器人状态估计结果与传统卡尔曼滤波获得的结果进行对比,结果说明Sage-Husa自适应卡尔曼滤波的方法性能明显优于基于卡尔曼滤波的方法。最后,采用动力学模型辅助的状态估计方法对自适应卡尔曼滤波进行了优化,该改进方法首先采用实验法对水下机器人系统的动力学模型进行建模,然后将通过水下机器人动力学模型推算的实时速度作为量测加入到滤波器的量测向量中。虚拟环境的仿真实验结果说明,改进后的方法极大地提升了状态估计的精度,使得该系统满足了水下机器人高精度作业的需求。
程宏佳[3]（2019）在《基于多目标优化的工业机器人基座位置规划研究》文中认为在实际作业中,由于机械臂的体积大、重量重的特点,其放置位置一旦选定就不再随意移动。机械臂的放置位置对机械臂的工作性能有重要影响,若放置不合理会导致任务点超出工作范围、到达奇异位姿、时间能量耗费过大等不良后果。因此,机械臂的放置规划问题尤为重要。本文研究的目标为根据设定的任务点,对机械臂运动轨迹进行规划,设定合理的约束条件,对空间中的障碍物进行碰撞检测,结合改进的粒子群算法,找到机械臂和任务的最优相对位置,使其能够高效率低能耗地完成特定任务。首先,基于旋量法建立几种典型机械臂的运动学模型,并进行正逆运动学分析计算。针对机械臂需要完成的任务进行笛卡尔空间轨迹规划,得到路径点后进行关节空间轨迹规划,保证各个关节的角度、角速度、角加速度变化连续平稳。其次,将规划过程的目标函数简化为三类约束条件,即物理约束、任务约束、避障约束。即:将关节的局限性、位姿奇异性、可操作度、是否可达等综合为物理约束条件;将任务完成过程中所需要的时间和消耗的能量归纳为任务约束;当环境中存在障碍物的情况下,如何布局使机械臂在完成任务的过程中不与障碍物发生碰撞,归纳成避障约束条件。最后,综合上述三类约束条件构建多目标优化函数,对粒子群算法进行了改进。应用改进后的粒子群算法,计算出机械臂和任务的相对位置关系,在robotstudio软件中进行仿真验证算法的正确性,在机械臂上进行了实体实验;并基于matlab软件制作GUI界面,便于用户使用。
陈晓菲[4]（2019）在《RB20型工业机器人刚度性能研究》文中提出近些年来,工业机器人技术取得了突破性的进展,正广泛应用到各种行业中,大大提高了产品的生产制造能力。但是串联机器人具有结构弱刚性问题,在加工过程中,容易改变刀具的走刀轨迹,影响零件的加工质量,甚至会出现震颤现象。因此,改善工业机器人的刚度性能,对提高工业机器人的加工精度具有重要的实际意义。国内对这一问题的研究还没有系统的解决方法,本文针对这一问题,以广州数控RB20型工业机器人为研究对象,建立RB20型工业机器人的运动学模型和刚度模型,并利用Matlab的强大计算仿真能力,分析其刚度性能,最后利用遗传算法对其位姿进行优化。本文利用修正的D-H模型建立RB20型工业机器人运动学模型,对其进行正、逆运动学求解,针对逆运动学求解过程中解的多样性问题进行分析。除此之外,本文采用微分变换的方法求得RB20型工业机器人的运动雅克比矩阵和力雅克比矩阵,作为下一步分析的理论基础。为了规避RB20型工业机器人的奇异空间,需要求解机器人的工作空间。本文分析了几种求解机器人工作空间的常用方法,传统求解方法对于6自由度的机器人来说比较繁琐,不太适合。本文采用Solidworks和SimMechanics联合仿真的方法,建立RB20型机器人仿真模型,添加合理的驱动模块,得到RB20型工业机器人的工作空间。根据机器人传统静刚度模型,得出RB20型工业机器人的刚度性能与关节刚度和雅克比矩阵有关,而雅克比矩阵与机器人的形位有关,因此对机器人形位和关节刚度进行研究。分析RB20型工业机器人的传动结构,推导刚度折算公式,计算出机器人各个关节的刚度值。通过仿真和刚度测量实验,得出RB20型工业机器人位置和姿态不同,机器人的刚度性能也不同。为了定量衡量RB20型工业机器人的刚度性能,引入机器人刚度性能指标,并且分析机器人关节角度和关节刚度对刚度性能指标的影响。工业机器人的刚度与姿态有关,必然存在使其刚度性能最好的姿态。本文利用遗传算法对其进行刚度优化。以刚度性能指标最大为优化目标,以加工条件和关节限位为约束,建立优化模型并利用Matlab进行仿真得到最佳姿态。基于上述研究,本文系统的分析了 RB20型工业机器人的刚度性能、提出了合理的优化方法,改善了机器人的结构弱刚性问题。
艾文君[5]（2018）在《基于特定任务的工业机器人基座位置优化研究》文中研究指明如今,工业机器人技术迅速发展,应用领域更加广泛。在大多实际应用中,机器人的基座位置保持不变,一旦摆放位置不合适,机器人的运动轨迹会受到影响,导致操作低效和奇异,甚至存在安全隐患。基座的初始放置位置对工作性能表现有较大影响,因此在执行任务时,如何选取较优的基座位置非常重要。利用相应的优化算法,最终得到机器人与任务间的相对位置关系,这样将会减少不断尝试摆放位置的繁琐操作,使工业机器人的放置简单和智能化,对机器人工作站的布局起着一定的指导作用。本文将优化算法应用在工业机器人放置的问题上。针对特定任务,对机器人运动学以及动力学的各个性能指标分别进行分析,并将单个性能指标作为优化目标,选择遗传算法与非线性规划算法相结合对基座位置进行优化,旨在找到一个最优的工业机器人基座位置,使得工作性能大幅度提高。首先,基于旋量理论建立串联机器人的运动学模型,进行正逆运动学计算,并在这一基础上,研究轨迹规划,对三种常见的轨迹进行多项式插值、姿态和位置插值,得到连续平稳的运动。其次,研究并计算机器人的工作性能评价指标,主要包括运动灵活性、动力学可操作度、时间、能耗等多个重要指标,将单个指标作为优化目标,同时分析了不同基座位置对性能指标产生的影响。最后,设定三类常见轨迹为特定的任务,工作性能评价指标为优化目标,选择非线性规划遗传算法对基座位置进行单目标优化,以找到最优的基座与任务之间的相对位置,并给出了多个较优的位置或区域,使研究更具实际参考价值。
李文涛[6]（2017）在《工业机器人的标定方法与实验研究》文中提出随着机器人应用领域的不断拓展,为了适应机器人在工业生产中的高精度要求,提高机器人的绝对定位精度已成为其中一项关键技术问题。本文以UR3型机器人为研究对象,采用基于D-H参数的机器人标定算法,使用激光跟踪测量系统,标定了UR3型工业机器人的运动学参数,提高了该机器人的绝对定位精度。在运动学参数标定的基础上,研究了末端执行器由负载引起的位置误差,探索负载与位置误差的映射关系,构造了负载位置误差预测函数;通过机器人关节转角与机器人末端位置的运动学误差关系研究,实现了机器人末端精度补偿,提高了UR3机器人的绝对位置精度。论文主要研究内容包括以下几个方面:（1）结合UR3机器人机构特点,基于D-H参数法和POE公式分别建立了UR3型工业机器人运动学模型,分析和比较了两种方法建模的优点及缺点。运用MATLAB软件编写了运动学人机界面,验证了两种运动学算法与UR3控制器运动学计算结果的一致性。（2）用微分法推导出了机器人的线性误差方程;对辨识雅克比矩阵进行Q R分解,根据第一类可观测性指数对测量位姿进行优选,获得了50个最优测量位姿;基于MATLAB编写了UR3机器人测量位姿筛选程序和标定程序。（3）搭建了UR3机器人标定实验平台,用激光跟踪仪对机器人末端位姿进行测量,采用LM算法对UR3机器人运动学参数偏差进行辨识,将求解结果补偿给机器人控制器。对补偿前后验证点位置误差及直线和圆弧轨迹准确度对比,结果表明,UR3机器人在标定后末端执行器绝对位置精度和直线、圆弧轨迹准确度得到了一定提高。（4）根据测量数据,基于傅里叶多项式和普通多项式,针对机器人单关节运动时受静态负载情况下,建立了末端执行器位置误差与关节转角之间的函数映射关系。将单关节运动时位置误差函数带权叠加,得到多关节运动时机器人末端受静态负载产生的位置误差预测函数。运用预测得到的位置误差值对机器人末端执行器位置进行补偿,实验结果验证了该方法的有效性。（5）在静态负载不同情况下UR3机器人末端执行器位置误差规律。结合UR3机器人机构特点,定性分析了不同静态负载对机器人位置精度的影响,提出了不同静态负载下由负载引起的UR3机器人末端位置误差预测模型。
牛德森[7]（2017）在《基于磁传感的胶囊内镜定位技术》文中进行了进一步梳理内窥镜检查是筛查早期胃癌的“金标准”,但是由于传统内窥镜采用机械插入的方式,给受检者带来了极大的痛苦。胶囊内镜凭借其无创伤、无痛苦等优势,极大提高了受检者对内窥镜检查的依从性,是内窥镜发展的重要方向。但是,目前投入临床的胶囊内镜仍面临患病部位难以定位和胶囊内镜无法控制等问题,解决这些问题均需要定位技术。基于磁传感的定位技术具有定位精度高、定位速度快、实时性好等优势。本文研究了基于磁传感的胶囊内镜定位技术,利用人体对磁场信号无遮挡的特性,将一个永磁体固定于胶囊内镜内,通过体外的磁场传感器对磁场进行周期性检测,最终使用定位算法获得内镜的位置和姿态角。本文主要完成了以下工作:首先,本文提出一种新的多磁偶极子模型,旨在克服磁定位系统中,圆柱形永磁体的单磁偶极子模型不准确,所导致的定位范围减小、定位精度降低的问题。该模型将圆柱形磁体等效为一组沿轴线排列的多个点磁偶极子。相比于传统的单磁偶极子模型,多磁偶极子模型能够保证在磁体近场区域的有效性,扩展了磁定位系统的定位范围。其次,针对传统磁定位算法的动态精度低和磁干扰下跟踪易失败等问题,本文提出一种基于粒子滤波（Particle Filter,PF）的磁定位算法,添加了对目标运动的估计和对磁干扰的估计:前者用于补偿时序采样下非实时的磁场测量值,后者用于补偿磁干扰。相比于传统的定位方法,PF算法能保证胶囊在移动过程中仍有较高的定位精度,并且能够克服铁磁性物质或通电线圈对磁定位的影响。最后,搭建了基于磁传感的胶囊内镜定位系统,该系统的前端为由16支HMC5983三轴磁场传感器组成的传感器阵列,STM32微控制器通过IIC顺序采集传感器输出,并通过串口将其发送至计算机。计算机利用编写的磁定位软件,可通过多种磁定位算法对目标进行定位,并基于OpenGL显示目标的三维运动轨迹。利用该磁定位系统,进行了无磁干扰和有磁干扰的静态定位实验和动态定位实验。实验结果表明,使用本文提出的多磁偶极子模型和PF算法,在存在磁干扰的环境中,静态定位精度达到3.17 mm,姿态定位精度达到2.77°,对速度低于8 mm/s的运动物体定位,动态定位精度达到6 mm以下。
王宇春[8]（2016）在《空间二次曲面轮廓度误差及位置姿态测量评定技术研究》文中进行了进一步梳理二次曲面因其特殊的几何或者物理意义,在科研生产的诸多领域拥有广泛的应用。包括二次曲面轮廓度误差评定和二次曲面空间位置姿态求取的二次曲面的测量评定技术也越发受到关注。很多二次曲面零件的轮廓度误差和其空间位置姿态都与这些零件的几何和物理意义息息相关。例如,在航天工程中,星载天线的面形误差和空间位置姿态就直接关系到天线的电性能。为准确地评定抛物面天线等二次曲面的轮廓度误差及求取其空间位置姿态,特对以下的相关技术进行研究探索。首先,依据目前国际和国家标准中的轮廓度误差和形状误差的定义,借鉴平面度、圆柱度误差定义和二次曲面轮廓度误差评定的研究资料,对球度、圆锥度、椭球面、抛物面和双曲面轮廓度误差进行定义。建立了基于最小区域原则或者基于最小二乘原则的空间任意位置姿态二次曲面轮廓度误差评定模型,以解决工程中空间二次曲面的评定问题。为提高测量评定的准确性和效率,给出基于初始测量点三坐标数据的二次曲面类别归算方法、模型初值的计算公式和各类二次曲面的面型约束条件公式。对模型最优解的存在性进行了分析。提出了角度分割逼近算法结合改进的粒子群算法（IPSO）求解空间任意位置姿态二次曲面的测量评定模型。在评定中采用角度分割逼近算法计算测量点到空间二次曲面的法向偏差,再根据轮廓度误差定义得到模型中的目标函数。分析了角度分割逼近算法成立的两条前提假设,并根据假设给出合理的算法网格布局递推公式。根据模型中目标函数的特点,提出主要以最优化解析法结合PSO算法求解评定模型的IPSO算法,并分析了模型的收敛性和算法的时间复杂度。根据几何特性对空间二次曲面轮廓度误差评定模型进行计算简化,并给出简化模型的初值计算公式。通过实验,采用基于最小二乘原则、基于最小区域原则的二次曲面轮廓度误差评定模型、基于最小区域原则的空间二次曲面轮廓度误差评定的计算简化模型和SA（Spatial Analyzer）软件进行各类二次曲面轮廓度误差评定并对比结果,证明各个模型都能对空间二次曲面准确地完成轮廓度误差评定,同时计算简化模型更有效率。根据国际和国家标准及以往的研究,定义了基于最小区域原则或者基于最小二乘原则的空间二次曲面位置姿态,并给出其相应的求取模型和初值求取公式。根据抛物面天线电性能研究采用面形误差概念,同时给出抛物面法向均方根、轴向均方根误差的位置姿态求取模型。通过实验验证了二次曲面位置姿态求取模型被验证。在空间二次曲面轮廓度误差评定模型基础上,提出一种使用三坐标测量仪时的直接半径补偿方法。最后采用Faro三坐标测量仪对某型号抛物面天线进行测量评定实验,通过实验表明几类典型空间二次曲面轮廓度评定模型及简化模型、二次曲面空间位置姿态求取模型、角度分割逼近算法、直接半径补偿方法可以有效的完成二次曲面测量评定的任务。
韩超[9]（2015）在《基于巨磁阻抗效应的磁探测技术与应用研究》文中研究指明磁探测体制抗电子干扰能力强而被广泛应用,其测量结果不易受雨、烟、雾等恶劣环境影响,同时基于巨磁阻抗效应（Giant Magneto-Impedance,GMI）的新型磁探测系统具有高灵敏度和高线性度等性能优势,因此可显着提高战场上对铁磁目标的探测能力。本文在分析GMI效应的非晶丝软材料物理特性基础上,着重探讨了基于GMI效应的磁传感系统探测技术理论,并在此基础上设计实现了具有高灵敏度的一维和三维磁探测系统。同时本文以探测坦克等战场铁磁目标为应用背景,开展了基于GMI效应磁探测系统的应用技术研究。本文首先对GMI效应产生机理及相关理论进行了深入的探讨。基于电磁场理论,在对GMI效应不同应用频段的特点进行分析的基础上,确定了GMI效应的理论模型;基于理论模型分析,确定了影响非晶丝GMI效应的主要因素,并探讨了其影响规律;通过实验对比,找出了影响GMI效应各因素参量的最优组合,为GMI效应磁传感器的设计提供了理论和实验依据。基于上述理论和实验基础,设计了高灵敏度GMI效应磁传感器。电路设计中,采用CMOS反相器得到了稳定性高的脉冲激励信号;为了提高传感器的灵敏度,采用测量非晶丝绕制线圈电压的方式取代传统的非晶丝端电压的采集方式进行信号采集;同时用模拟开关取代二极管器件设计峰值采样保持电路,提高了电路的稳定性;最后设计了四阶巴特沃兹滤波电路、放大和反馈电路对采集的信号进行预处理。通过实验验证,该传感器能满足对铁磁目标的探测精度和线性度等要求。在一维传感器设计基础上,以FPGA为核心单元设计了三维GMI磁传感器,用于非合作目标的磁场探测,且通过运用CORDIC算法对三轴磁场的叠加,实现了对目标总磁场强度的测量。本文在实验室及室外相对磁场稳定的区域对运动铁磁目标进行了三轴分量和总磁场的探测实验,结果表明探测系统能实现对铁磁目标的有效探测,并在6-8米的距离上灵敏地探测出小汽车磁场的变化特性。本文在分析GMI传感器磁场探测受载体干扰因素影响的基础上,提出了一种基于拟牛顿计算法计算载体固定磁场和感应磁场系数的方法,对载体磁场干扰量进行补偿,该算法收敛速度快且稳定性好;同时提出了一种用两个传感器输出的相关性计算载体相对速度的方法,解决了载体速度对目标探测精度的影响。实验验证了本文所提方法的有效可行性。针对典型战场铁磁目标——坦克,开展了其空间磁场分布规律的研究。通过对坦克磁场实测分析,根据其空间分布特性建立了数理模型,采用数值分析的方法推导出了坦克磁场的空间分布规律,并依此探讨了表征坦克磁场的特征量,利用坦克特征量建立了其目标探测与识别准则,为磁目标近感探测与识别提供了必要的理论基础和有效的技术支撑。
陈根良[10]（2014）在《操作机构尺寸与变形误差传递的统一建模方法研究》文中研究说明机构的误差传递建模是贯穿操作装备设计、制造以及服役的一个关键问题,对于预测装备的定位精度、实现误差参数标定与补偿等均具有至关重要的作用。因此,建立准确、高效的误差传递模型是实现操作装备高精度作业的基础。构件的尺寸和变形误差是影响操作机构末端定位精度的主要因素。它们分别由零部件的制造及装配误差和外载作用下的结构变形所导致,因此现有精度分析方法分别将其归结为机构的尺寸误差分析和结构变形计算两个独立的范畴,通过尺寸误差和结构变形的线性叠加获得操作机构的末端位姿误差。然而,当具有闭环拓扑构型的操作机构中存在过约束时,不满足公共约束的尺寸误差需要通过构件结构变形进行协调,即构件结构变形与尺寸误差之间存在耦合关系。因此,将尺寸误差和结构变形相分离的误差建模方法无法准确反映过约束机构的误差传递规律,需要综合考虑上述两类误差因素,建立同时适用于开链机构、闭环机构以及并联过约束机构的统一误差传递建模方法。针对上述问题,本文基于局部指数映射,分别将尺寸误差和结构变形转化为等效关节的位置误差和变形误差,建立了操作机构的尺寸和变形误差到末端位姿误差的传递模型,实现了尺寸和变形误差的统一建模。在此基础上建立了尺寸误差参数的独立性判别准则和解析分离算子,以及过约束误差子空间的判别与分离方法,为操作机构的误差建模与分析、尺寸参数标定与补偿以及精度设计提供了理论基础。全文的理论和应用研究成果归纳如下:□构件尺寸误差在开链机构中的传递规律研究基于机器人运动学建模的局部指数积公式,建立了满足完备性和连续性要求的开链机构尺寸误差到末端位姿误差的误差映射模型,推导了构件尺寸误差的独立性判别准则,提出了误差参数独立分量和冗余分量的解析分离算法,得到了仅含有独立参数的最小误差映射模型,揭示了构件尺寸参数误差在开链机构中的传递规律,为尺寸和变形误差的统一建模提供了基础。与现有方法相比,本文所建立的尺寸误差建模方法具有更好的通用性,适用于相邻关节轴线存在平行、垂直等特殊关系的开链机构。另外,能够通过解析方式消除模型中的冗余误差分量,得到具有最小误差参数的系统误差传递模型。研究结果表明,开链机构具有确定的独立误差参数,与具体的建模方法无关。□构件结构变形的关节运动误差等效方法研究借鉴机器人末端刚度矩阵综合的思想,进行了构件结构刚度矩阵的中心主轴分解,提出了构件结构变形的关节运动误差等效方法,将构件的结构变形误差转化为等效关节的运动误差,实现了操作机构中构件结构刚度和变形误差的解析建模,为构件尺寸误差与结构变形的统一表征提供了有效的描述方式。采用关节运动误差等效的方式表征构件的结构变形,可以建立各等效关节运动误差与构件尺寸误差之间的映射关系,从而为实现与过约束尺寸误差相耦合的变形误差分离提供了可能。□操作机构尺寸与变形误差传递的统一建模方法借助构件结构刚度的关节等效模型,分别将尺寸误差和结构变形转化为等效关节的位置误差和变形误差,采用关节误差传递的方式建立构件尺寸和变形误差统一表征,实现了操作机构尺寸和变形误差传递的统一建模。研究表明,对于开链机构和非过约束闭环机构,构件尺寸误差和结构变形相互独立,其末端位姿误差可通过两者线性叠加得到。对于过约束操作机构,其构件尺寸误差和结构变形之间存在耦合关系,位于过约束误差子空间上的不相容尺寸误差需要通过构件的结构变形进行协调。与现有方法相比,论文所建立的操作机构尺寸和变形误差统一传递模型具有通用性,同时适用于开链、闭环非过约束和闭环过约束机构。特别地,对于过约束操作机构,能够分离得到系统的过约束误差子空间,并通过内力平衡方程和变形协调条件,最终确定由协调变形所引起的末端位姿误差。□操作机构误差传递模型的区域映射求解算法根据误差因素的有界不确定特性,提出了由输入误差区域到输出误差区域传递的机构区域误差映射模型,借助独立误差约束集形态和的闵可夫斯基法则,建立了基于运动几何包络理论的输出误差区域边界推进求解算法,得到了操作机构末端误差区域的确切边界,以输出误差区域的形式更加准确地描述了操作机构的末端定位精度特性。□操作机构误差建模与分析的应用研究应用论文的理论研究成果,得到了一般串联工业机器人尺寸误差传递的最小参数模型,实现了支线客机前起落架执行机构末端误差区域的准确预测,解决了六自由度并联调姿平台尺寸误差参数的标定与补偿,实现了空间三自由度过约束并联旋压机构尺寸与变形耦合误差的分离计算,验证了论文所建立的误差传递建模方法的通用性和有效性。
二、最速下降法求椭球轴线的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、最速下降法求椭球轴线的研究（论文提纲范文）
（1）融合多源信息的小型多旋翼无人机位姿估计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 研究背景与意义 |
| §1.2 国内外研究现状 |
| §1.2.1 小型多旋翼无人机的发展必然 |
| §1.2.2 位姿传感器误差补偿技术研究现状 |
| §1.2.3 无人机位姿多源信息融合技术研究现状 |
| §1.3 多旋翼无人机位姿估计的关键问题分析 |
| §1.4 论文的主要研究内容与结构安排 |
| §1.4.1 主要研究内容 |
| §1.4.2 论文章节安排 |
| 第二章 位姿测量系统中三轴磁强计和加速度计的组合校正 |
| §2.1 位姿测量系统坐标系 |
| §2.1.1 参考坐标系 |
| §2.1.2 无人机姿态角描述 |
| §2.1.3 方向余弦、欧拉角和四元数的关系 |
| §2.2 无人机航姿传感器误差分析 |
| §2.2.1 三轴矢量场传感器误差 |
| §2.2.2 航姿角度误差 |
| 2.3 三轴加速度计和磁强计组合校正 |
| §2.3.1 标量校验法 |
| §2.3.2 标量校验法校正矢量传感器 |
| §2.3.3 标量校验法校正小结 |
| §2.4 双矢量传感器的两步校正算法 |
| §2.4.1 矢量内积法 |
| §2.4.2 两步法校正 |
| §2.4.3 两步法数值模拟及实验验证 |
| §2.5 三轴矢量传感器校正的双内积法 |
| §2.5.1 基于双内积的校正误差原理 |
| §2.5.2 非线性优化算法实现 |
| §2.6 三轴矢量传感器校正算法数值仿真 |
| §2.7 实验验证 |
| §2.7.1 模块实验流程及结果 |
| §2.7.2 多模块实验测试 |
| §2.7.3 无人机悬停实验 |
| §2.7.4 实验分析 |
| §2.8 本章小结 |
| 第三章 基于矢量参考的三轴陀螺仪误差标定方法 |
| §3.1 MEMS陀螺仪的原理及误差模型分析 |
| §3.1.1 三轴MEMS陀螺仪的结构及原理 |
| §3.1.2 三轴陀螺仪误差模型 |
| §3.2 基于矢量外积标定三轴陀螺仪 |
| §3.2.1 陀螺仪现场标定方法分析 |
| §3.2.2 基于重力矢量的陀螺仪标定算法 |
| §3.2.3 陀螺仪矢量外积标定算法 |
| §3.3 数值模拟 |
| §3.3.1 叉积标定法积分形式数值模拟 |
| §3.3.2 积分形式叉积标定法与Fong标定法数值对比 |
| §3.3.3 叉积标定法微分形式数值模拟 |
| §3.3.4 仿真分析 |
| §3.4 实验验证 |
| §3.4.1 采用转台的标定 |
| §3.4.2 叉积法标定 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 多旋翼无人机航姿抗干扰融合滤波方法 |
| §4.1 多旋翼无人机航姿信息融合结构与算法设计 |
| §4.1.1从Kalman到 Sage-Husa自适应滤波算法 |
| §4.1.2 基于矢量参考的互补滤波算法设计 |
| §4.2 多旋翼无人机航姿解算与信息融合 |
| §4.2.1 基于陀螺仪的姿态解算 |
| §4.2.2 基于加速度计与磁强计的姿态解算 |
| §4.2.3 航姿信息融合系统建模 |
| §4.2.4 姿态信息融合算法验证 |
| §4.3 多旋翼无人机运动加速度补偿算法设计 |
| §4.3.1 算法思想及流程 |
| §4.3.2 算法验证 |
| §4.4 加速度和磁场干扰抑制算法设计 |
| §4.4.1 双干扰模式下的误差模型 |
| §4.4.2 干扰抑制算法设计 |
| §4.5 抗干扰航姿融合滤波算法验证与分析 |
| §4.5.1 实验配置及流程 |
| §4.5.2 实验算法验证 |
| §4.6 本章小结 |
| 第五章 多旋翼无人机位姿信息融合及容错方法 |
| §5.1 多旋翼无人机位姿信息融合结构设计 |
| §5.1.1 多旋翼无人机位姿信息融合结构方案设计 |
| §5.1.2 无人机位置-速度融合结构模型 |
| §5.1.3 无人机高度-速度融合结构模型 |
| §5.2 基于多传感器信息的联邦卡尔曼滤波 |
| §5.2.1 联邦卡尔曼滤波基本原理 |
| §5.2.2 联邦滤波器的等价性分析 |
| §5.2.3 联邦滤波器与集中滤波器的性能对比 |
| §5.3 容错联邦滤波器信息分配及算法流程 |
| §5.3.1 信息分配原则 |
| §5.3.2 信息分配系数对融合性能的影响 |
| §5.3.3 基于权衡因子的自适应信息分配策略 |
| §5.3.4 信息分配流程及仿真分析 |
| §5.3.5 无人机飞行验证 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| §6.1 本文的主要工作与创新 |
| §6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读博士期间的主要研究成果 |
（2）基于多传感器融合的水下机器人状态估计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于视觉SLAM的方法 |
| 1.2.2 基于定位/测距声呐与视觉结合的方法 |
| 1.2.3 动力学模型的辅助导航方法 |
| 1.3 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 传感器数据标定和矫正 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ROV搭载的传感器介绍 |
| 2.2.1 视觉里程计采用的双目摄像头与运行平台 |
| 2.2.2 IMU,磁场,深度一体化传感器 |
| 2.2.3 短基线定位系统 |
| 2.3 传感器误差标定方法 |
| 2.3.1 线性最小二乘问题 |
| 2.3.2 非线性最小二乘问题 |
| 2.3.3 传感器采用的标定方法 |
| 2.4 双目摄像头标定和矫正 |
| 2.4.1 摄像头针孔模型 |
| 2.4.2 从空间中的一点投影到相机平面 |
| 2.4.3 单目摄像机畸变模型 |
| 2.4.4 张正友标定法 |
| 2.4.5 双目摄像机极线矫正 |
| 2.4.6 畸变图像还原与校正 |
| 2.4.7 摄像头标定和图像还原实验 |
| 2.5 IMU与磁罗经标定 |
| 2.5.1 IMU误差模型 |
| 2.5.2 IMU误差标定与补偿 |
| 2.5.3 IMU误差标定实验 |
| 2.5.4 磁场畸变模型 |
| 2.5.5 电子磁罗经椭球标定与补偿 |
| 2.5.6 电子磁罗经椭圆标定与补偿 |
| 2.5.7 电子磁罗盘磁偏角补偿 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 视觉里程计及多传感器融合的状态估计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 视觉里程计 |
| 3.2.1 视觉里程计 |
| 3.2.2 视觉惯性里程计 |
| 3.3 基于特征点法的视觉里程计 |
| 3.3.1 基于特征点法的视觉里程计大致流程 |
| 3.3.2 摄像机数据预处理 |
| 3.3.3 特征点的获取和三维坐标求取 |
| 3.3.4 EPnP方法 |
| 3.4 基于IMU和磁罗经的AHRS系统 |
| 3.4.1 基于Madgwick方法的IMU、磁罗经数据融合算法 |
| 3.4.2 基于Madgwick方法的IMU、磁罗经数据融合算法优化 |
| 3.5 多传感器融合的状态估计方法 |
| 3.5.1 贝叶斯滤波 |
| 3.5.2 卡尔曼滤波 |
| 3.5.3 基于KF的水下机器人状态估计方法 |
| 3.5.4 基于Sage-Husa自适应KF的状态估计方法 |
| 3.5.5 Sage-Husa自适应KF的状态估计方法的优化 |
| 3.6 仿真实验 |
| 3.6.1 基于ROS和 Gazebo的仿真环境 |
| 3.6.2 Madgwick滤波器实验 |
| 3.6.3 KF与自适应KF |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 动力学模型辅助的状态估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水下机器人动力学模型 |
| 4.2.1 水下机器人模型 |
| 4.2.2 水下机器人模型假设 |
| 4.3 水下机器人动力学模型辨识 |
| 4.3.1 基于滤波器方法的水动力参数辨识 |
| 4.3.2 系统辨识实验 |
| 4.4 动力学模型辅助的水下机器人状态估计 |
| 4.4.1 根据动力学模型估算先验速度 |
| 4.4.2 动力学模型辅助的状态估计系统 |
| 4.5 仿真实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）基于多目标优化的工业机器人基座位置规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究实践意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 机械臂基座放置位置研究现状 |
| 1.3.2 机械臂轨迹规划方法研究现状 |
| 1.3.3 机械臂避障路径规划研究现状 |
| 1.4 研究内容及方法 |
| 1.5 论文结构 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 机械臂运动学及轨迹规划 |
| 2.1 基于旋量法的机械臂运动学 |
| 2.1.1 基于旋量的机械臂正运动学求解 |
| 2.1.2 基于旋量的机械臂逆运动学求解 |
| 2.2 ABB1410正逆运动学分析 |
| 2.2.1 ABB1410正运动学分析 |
| 2.2.2 ABB1410逆运动学分析 |
| 2.3 机械臂的关节空间轨迹规划 |
| 2.3.1 关节空间轨迹规划 |
| 2.3.2 基于五次多项式的关节空间轨迹规划 |
| 2.3.3 ABB1410关节空间轨迹规划仿真 |
| 2.4 机械臂的笛卡尔空间轨迹规划 |
| 2.4.1 直线轨迹规划 |
| 2.4.2 圆弧轨迹规划 |
| 2.4.3 ABB1410笛卡尔空间轨迹规划仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于多约束条件的机械臂基座位置优化算法 |
| 3.1 机械臂物理约束 |
| 3.1.1 机械臂关节局限性约束 |
| 3.1.2 机械臂奇异性约束 |
| 3.1.3 机械臂可达性约束 |
| 3.1.4 机械臂可操作度约束 |
| 3.2 任务约束 |
| 3.2.1 时间约束 |
| 3.2.2 能量约束 |
| 3.3 改进粒子群算法及目标函数构建 |
| 3.3.1 粒子群优化算法 |
| 3.3.2 改进的动态调整惯性权重的粒子群算法 |
| 3.3.3 对比算法收敛性 |
| 3.3.4 综合多目标函数构建 |
| 3.4 基于物理约束和任务约束的位置优化 |
| 3.4.1 任务坐标系与机械臂坐标系转换 |
| 3.4.2 应用改进的粒子群算法进行寻优步骤 |
| 3.4.3 基于matlab寻找最优放置位置 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 加入避障约束条件的机械臂基座位置优化算法 |
| 4.1 碰撞检测方法 |
| 4.1.1 基于圆柱体的包络检测法 |
| 4.1.2 基于长方体的包络检测法 |
| 4.1.3 基于球形的包络检测法 |
| 4.2 避障约束 |
| 4.2.1 基于球形包络法对任务进行建模 |
| 4.2.2 机械臂避免碰撞约束 |
| 4.3 加入避障约束条件的位置寻优 |
| 4.3.1 综合多目标寻优计算 |
| 4.3.2 对比验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 仿真实验及GUI界面设计 |
| 5.1 仿真与实验 |
| 5.1.1 基于robotstuidio软件仿真验证 |
| 5.1.2 基于ABB1410实验验证 |
| 5.2 GUI界面设计 |
| 5.2.1 GUI界面设计需求分析 |
| 5.2.2 GUI界面设计输入和输出 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 获得成果目录 |
| 致谢 |
（4）RB20型工业机器人刚度性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 工业机器人进行零件加工的研究现状 |
| 1.2.2 国内外机器人刚度研究现状 |
| 1.2.3 机器人姿态优化研究现状 |
| 1.3 课题研究的目的和意义 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 RB20型工业机器人运动学分析 |
| 2.1 机器人运动学概述 |
| 2.2 RB20型工业机器人介绍 |
| 2.3 RB20型工业机器人正运动学求解 |
| 2.4 RB20型工业机器人逆运动学求解 |
| 2.5 RB20型工业机器人雅克比矩阵求解 |
| 2.5.1 运动雅克比矩阵 |
| 2.5.2 力雅克比矩阵 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 RB20型工业机器人工作空间求解 |
| 3.1 工业机器人工作空间定义 |
| 3.2 RB20型工业机器人工作空间的求解 |
| 3.2.1 Sim Mechanics模块简介 |
| 3.2.2 RB20型工业机器人三维模型的建立 |
| 3.2.3 基于Sim Mcchanics的RB20型工业机器人仿真模型建立 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 RB20型工业机器人刚度性能分析 |
| 4.1 RB20型工业机器人刚度模型的建立 |
| 4.2 RB20型工业机器人关节刚度的计算 |
| 4.2.1 关节刚度折算 |
| 4.2.2 各零部件刚度的计算 |
| 4.2.3 各关节刚度的求解 |
| 4.3 RB20型工业机器人刚度测量 |
| 4.4 RB20型工业机器人刚度仿真分析 |
| 4.5 RB20型工业机器人刚度性能指标 |
| 4.5.1 工业机器人刚度性能评价指标 |
| 4.5.2 RB20型工业机器人关节角度对刚度性能的影响 |
| 4.5.3 RB20型工业机器人各关节刚度对操作刚度的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于遗传算法的工业机器人刚度性能优化 |
| 5.1 基于遗传算法的RB20型工业机器人位姿优化 |
| 5.1.1 优化模型的建立 |
| 5.1.2 优化问题求解 |
| 5.1.3 基于遗传算法工具箱的求解 |
| 5.2 RB20型工业机器人在钻孔中的应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于特定任务的工业机器人基座位置优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究实践意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容及方法 |
| 1.5 论文结构 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 基于旋量理论的机器人运动学 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 旋量理论 |
| 2.2.1 旋量理论介绍 |
| 2.2.2 旋量理论数学基础 |
| 2.3 机器人的正运动学 |
| 2.3.1 机器人的正运动学介绍 |
| 2.3.2 IRB1410机器人的运动学模型 |
| 2.3.3 机器人正运动学实例 |
| 2.4 机器人的逆运动学 |
| 2.4.1 Paden-Kahan子问题 |
| 2.4.2 IRB1410机器人的逆运动学求解 |
| 2.4.3 机器人逆运动学实例 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 机器人的轨迹规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 关节空间轨迹规划 |
| 3.2.1 三次多项式 |
| 3.2.2 五次多项式 |
| 3.3 操作空间规划 |
| 3.3.1 直线运动 |
| 3.3.2 空间圆弧运动 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 机器人工作性能评价指标分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 运动学性能指标 |
| 4.2.1 条件数 |
| 4.2.2 可操作度 |
| 4.2.3 方向可操作度 |
| 4.2.4 时间 |
| 4.3 动力学性能指标 |
| 4.3.1 机器人动力学 |
| 4.3.2 动力学可操作度 |
| 4.3.3 能耗 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 机器人基座位置优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 输入和输出参数 |
| 5.2.1 工作任务 |
| 5.2.2 运动学和动力学参数 |
| 5.2.3 关节限制 |
| 5.2.4 变量搜索范围 |
| 5.2.5 输出参数 |
| 5.3 基座位置优化 |
| 5.3.1 优化算法介绍 |
| 5.3.2 优化步骤 |
| 5.3.3 优化实例 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 致谢 |
（6）工业机器人的标定方法与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 机器人定位精度 |
| 1.3 机器人标定研究现状 |
| 1.3.1 机器人标定的基本步骤 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 工业串联机器人运动学建模 |
| 2.1 UR3机器人简介 |
| 2.2 UR3机器人主要技术参数及机构特点 |
| 2.3 机器人运动学模型 |
| 2.3.1 D-H参数法 |
| 2.3.2 基于D-H参数法的UR3机器人运动学建模 |
| 2.3.3 基于指数积公式的UR3机器人运动学建模 |
| 2.4 仿真验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 工业机器人误差模型 |
| 3.1 机器人微分运动学模型 |
| 3.1.1 微分平移和微分旋转 |
| 3.1.2 绕任意轴线的微分旋转 |
| 3.1.3 坐标系的微分变换 |
| 3.2 机器人误差模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 UR3 机器人标定实验 |
| 4.1 UR3 机器人标定实验主要步骤 |
| 4.2 测量设备简介 |
| 4.3 测量数据点的选取 |
| 4.4 识别算法介绍 |
| 4.5 实验平台的搭建 |
| 4.5.1 实验设备 |
| 4.5.2 机器人基坐标系的建立 |
| 4.6 机器人末端位姿测量 |
| 4.7 UR3机器人参数识别及误补偿差 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 负载引起的机器人绝对位置误差补偿 |
| 5.1 负载引起的机器人位置误差预测原理 |
| 5.2 负载引起位置误差补偿方法及操作步骤 |
| 5.3 机器人负载位置误差补偿实验 |
| 5.3.1 负载实验配置 |
| 5.3.2 机器人单轴运动关节角度值选取 |
| 5.3.3 机器人各轴位置误差预测函数系数拟合 |
| 5.3.4 多轴运动时机器人末端执行器由负载引起的位置误差补偿 |
| 5.3.5 误差补偿 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 外加负载对机器人位置误差影响分析 |
| 6.2 基于UR3机器人结构特点的刚度分析 |
| 6.3 UR3机器人在不同负载下的误差实验 |
| 6.4 误差实验总结与不同负载下误差预测模型 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结全文 |
| 7.1 论文主要研究内容 |
| 7.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于磁传感的胶囊内镜定位技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 胶囊内镜发展现状 |
| 1.1.1 胶囊内镜简介 |
| 1.1.2 胶囊内镜发展现状 |
| 1.2 定位技术综述 |
| 1.2.1 超声定位技术 |
| 1.2.2 射频定位技术 |
| 1.2.3 视觉定位技术 |
| 1.2.4 惯性导航定位技术 |
| 1.2.5 磁定位技术 |
| 1.3 磁定位技术发展现状 |
| 1.3.1 磁定位技术国外研究现状 |
| 1.3.2 磁定位技术国内研究现状 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 磁定位技术 |
| 2.1 磁定位技术基本原理 |
| 2.2 磁场分布模型 |
| 2.2.1 单磁偶极子模型 |
| 2.2.2 多磁偶极子模型 |
| 2.3 磁偶极子模型下的磁定位算法 |
| 2.3.1 线性定位算法 |
| 2.3.2 非线性定位算法 |
| 2.3.3 Levenberg-Marquardt算法 |
| 2.3.4 改进LM算法 |
| 2.3.5 自适应粒子群优化算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于粒子滤波的抗磁干扰定位算法 |
| 3.1 系统的磁噪声模型 |
| 3.2 粒子滤波基本原理 |
| 3.3 高动态精度抗磁干扰的定位算法设计 |
| 3.3.1 系统模型 |
| 3.3.2 观测模型 |
| 3.3.3 算法实现与参数设定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 胶囊内镜磁定位系统设计 |
| 4.1 总体设计思路 |
| 4.2 磁定位系统硬件设计 |
| 4.2.1 磁传感器阵列 |
| 4.2.2 微控制器 |
| 4.2.3 数据通道选择器 |
| 4.3 磁定位系统软件设计 |
| 4.3.1 多线程设计 |
| 4.3.2 基于OpenGL的运动轨迹显示 |
| 4.4 定位台设计 |
| 4.5 基于椭球约束的磁传感器阵列快速标定方法 |
| 4.5.1 磁传感器误差模型 |
| 4.5.2 椭球约束标定算法 |
| 4.5.3 磁传感器阵列快速标定方法 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 胶囊内镜磁定位系统的验证实验 |
| 5.1 多磁偶极子模型验证实验 |
| 5.2 无磁干扰下定位实验 |
| 5.2.1 无磁干扰下的静态定位实验 |
| 5.2.2 无磁干扰下的动态定位实验 |
| 5.3 磁干扰下定位实验 |
| 5.3.1 磁干扰下的静态定位实验 |
| 5.3.2 磁干扰下的动态定位实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）空间二次曲面轮廓度误差及位置姿态测量评定技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 二次曲面及抛物面天线测量技术的发展状况 |
| 1.2.1 形状误差及二次曲面轮廓度误差评定技术研究概述 |
| 1.2.2 典型二次曲面轮廓度误差评定技术概述 |
| 1.3 二次曲面测量评定算法的研究概述 |
| 1.4 目前的主要问题和论文的主要内容 |
| 第2章 空间二次曲面轮廓度误差评定模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型的建立 |
| 2.2.1 轮廓度误差评定基础 |
| 2.2.2 空间任意位姿二次曲面轮廓度误差评定 |
| 2.3 空间二次曲面轮廓度误差评定模型分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 空间二次曲面轮廓度误差评定模型求解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测量点到拟合理想二次曲面的法向偏差 |
| 3.2.1 目前点到空间二次曲面距离算法及局限性 |
| 3.2.2 角度分割逼近算法 |
| 3.3 二次曲面测量评定的求解算法 |
| 3.3.1 基于最优化解析思想的改进粒子群算法 |
| 3.3.2 IPSO算法收敛性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 各典型空间二次曲面轮廓度误差评定及分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空间自然二次曲面的轮廓度误差评定 |
| 4.2.1 空间圆柱度误差评定 |
| 4.2.2 空间球度误差评定 |
| 4.2.3 空间圆锥度误差评定 |
| 4.3 空间一般二次曲面的轮廓度误差评定 |
| 4.3.1 空间椭球面轮廓度误差评定 |
| 4.3.2 空间抛物面轮廓度误差评定 |
| 4.3.3 空间双曲面轮廓度误差评定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 空间二次曲面位置姿态测量 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二次曲面空间位置姿态的求取 |
| 5.2.1 空间二次曲面位置姿态的定义 |
| 5.2.2 空间二次曲面位置姿态求取 |
| 5.3 抛物面天线的各类面形误差及其位置姿态 |
| 5.3.1 抛物面天线反射面法向均方根误差评定 |
| 5.3.2 抛物面天线反射面轴向均方根误差评定 |
| 5.4 二次曲面空间位置姿态求取模型的初值计算 |
| 5.5 二次曲面空间位置姿态实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 抛物面天线测量和半径补偿 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 测头半径补偿算法 |
| 6.2.1 常规测头半径补偿方法分析 |
| 6.2.2 直接测头半径补偿方法 |
| 6.2.3 测头半径补偿实验 |
| 6.3 抛物面天线测量 |
| 6.3.1 抛物面天线面形误差和空间位置姿态测量 |
| 6.3.2 测量结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）基于巨磁阻抗效应的磁探测技术与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 GMI效应发展历程 |
| 1.2.2 GMI效应材料的研究现状 |
| 1.2.3 GMI传感器的发展应用 |
| 1.3 论文主要内容与章节安排 |
| 第2章 非晶丝巨磁阻抗效应理论分析 |
| 2.1 GMI效应基本概念 |
| 2.2 磁性导体阻抗分析 |
| 2.3 GMI效应应用频率特性 |
| 2.3.1 低频段（ f ≤1MHz） |
| 2.3.2 中频段（1MHz≤f ≤ 1GHz） |
| 2.3.3 高频段（1GHz≤f ） |
| 2.4 GMI效应理论模型 |
| 2.4.1 准静态模型 |
| 2.4.2 涡流模型 |
| 2.4.3 磁畴模型 |
| 2.4.4 电磁模型 |
| 2.4.5 电磁导率交互模型 |
| 2.4.6 其他理论模型 |
| 2.5 影响GMI效应的基本因素分析 |
| 2.5.1 实验方法 |
| 2.5.2 影响因素分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于GMI效应磁场传感器设计与实现 |
| 3.1 传感器总体设计 |
| 3.1.1 高频脉冲发生器的设计 |
| 3.1.2 非晶丝磁敏感元件部分设计 |
| 3.1.3 峰值电压采样保持电路设计 |
| 3.1.4 低通滤波电路设计 |
| 3.1.5 放大电路设计 |
| 3.1.6 反馈电路设计 |
| 3.2 GMI传感器性能测试 |
| 3.2.1 GMI传感器的线性度 |
| 3.2.2 GMI传感器的分辨率 |
| 3.2.3 GMI传感器的稳定性 |
| 3.3 GMI本章小结 |
| 第4章 三维磁传感器设计 |
| 4.1 三维磁探测器总体设计 |
| 4.2 三维磁探测器前端设计 |
| 4.3 信号模数转换电路设计及精度控制 |
| 4.4 三维磁场的叠加和信号处理的实现 |
| 4.5 系统联调及程序的实现 |
| 4.6 三维传感器系统的测试与实验 |
| 4.6.1 铁磁物体重复性运动的实验测量 |
| 4.6.2 铁磁物体通过特性实验测量 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 目标检测抗载体干扰研究 |
| 5.1 载体的磁化与消磁 |
| 5.2 载体的消磁方法研究 |
| 5.3 载体速度对目标检测影响的解决措施 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 坦克目标空间磁场模型与目标识别准则 |
| 6.1 坦克空间磁场模型的建立 |
| 6.1.1 坦克在地磁场中的磁化 |
| 6.1.2 实测坦克空间磁场分布特性 |
| 6.1.3 坦克磁场分布模型的建立 |
| 6.2 目标探测识别方法研究 |
| 6.2.1 目标探测识别方法 |
| 6.2.2 目标特征量的提取 |
| 6.2.3 引信特征量的处理 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）操作机构尺寸与变形误差传递的统一建模方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机构误差建模方法 |
| 1.2.2 机构定位精度分析 |
| 1.2.3 机器人参数标定原理及应用 |
| 1.2.4 操作机构的精度设计 |
| 1.2.5 研究现状总结 |
| 1.3 研究目标和研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 开链机构尺寸误差建模与传递规律研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于局部指数积公式的构件尺寸误差传递模型 |
| 2.2.1 基于局部指数积公式的运动学建模 |
| 2.2.2 基于局部指数积公式的尺寸误差建模 |
| 2.2.3 含移动关节的尺寸误差传递计算方法 |
| 2.2.4 尺寸误差传递模型的完备性与连续性分析 |
| 2.3 尺寸误差传递模型的参数独立性分析 |
| 2.3.1 尺寸误差影响因素的独立性判别准则 |
| 2.3.2 尺寸误差独立与冗余分量的分离算法 |
| 2.3.3 尺寸误差冗余分量的几何解释 |
| 2.4 局部与全局误差传递模型的关联性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 构件结构变形的关节误差等效模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间刚度矩阵的中心主结构分析 |
| 3.2.1 空间刚度矩阵的中心主形式表征 |
| 3.2.2 刚度矩阵中心主形式的几何描述 |
| 3.2.3 刚度矩阵的平动-转动耦合特性分析 |
| 3.3 结构刚度矩阵的弹性元件等效 |
| 3.3.1 结构刚度矩阵的中心主轴分解 |
| 3.3.2 结构刚度矩阵的并联弹性元件等效 |
| 3.4 结构柔度矩阵的弹性元件等效 |
| 3.4.1 空间柔度矩阵的中心主形式表征 |
| 3.4.2 结构柔度矩阵的中心主轴分解 |
| 3.4.3 结构柔度矩阵的串联弹性元件等效 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 操作机构尺寸与变形误差的统一传递模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 开链机构尺寸与变形误差的统一传递模型 |
| 4.2.1 构件尺寸误差与结构变形的统一表征 |
| 4.2.2 开链机构的结构刚度-末端刚度映射模型 |
| 4.2.3 尺寸误差与结构变形传递的计算方法 |
| 4.3 闭环机构尺寸与变形误差的统一传递模型 |
| 4.3.1 闭环机构串联运动支链的拆分与建模 |
| 4.3.2 支链约束误差的分离与系统误差末的建立 |
| 4.4 闭环过约束机构尺寸与变形误差的统一传递模型 |
| 4.4.1 闭环机构中过约束误差子空间的判定与分离 |
| 4.4.2 过约束尺寸偏差的结构变形协调求解 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 操作机构误差传递模型的区域映射求解算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 操作机构误差传递的区域映射模型 |
| 5.2.1 末端精度特性的输出误差区域描述 |
| 5.2.2 误差区域映射模型的集合形态和表征 |
| 5.2.3 基于包络理论的边界推进求解算法 |
| 5.3 平面机构误差区域映射的非线性精确求解 |
| 5.3.1 刚体平面约束运动的广义投影空间映射 |
| 5.3.2 平面机构误差分析的广义投影空间方法 |
| 5.3.3 平面三自由度并联机构的输出误差分析 |
| 5.4 空间机构误差区域映射的线性近似求解 |
| 5.4.1 末端输出误差的凸多面体表征 |
| 5.4.2 误差凸多面体的边界推进求解 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 操作机构误差建模与分析方法的应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 六自由度工业机器人的尺寸参数标定 |
| 6.2.1 基于指数映射的机器人尺寸误差传递建模 |
| 6.2.2 工业机器人尺寸参数标定的仿真研究 |
| 6.2.3 工业机器人尺寸参数标定的实验研究 |
| 6.3 支线客机前起落架执行机构的精度特性分析 |
| 6.3.1 支线客机前起落架执行机构的运动学分析 |
| 6.3.2 支线客机前起落架执行机构的误差传递与精度分析 |
| 6.4 六自由度并联调姿平台的运动学参数标定 |
| 6.4.1 6-PSS 并联机构的尺寸误差建模 |
| 6.4.2 6-PSS 并联机构的尺寸参数标定实验 |
| 6.5 三自由度旋压成形机构的误差建模与分析 |
| 6.5.1 2-PRU/PRS 并联机构的尺寸误差建模 |
| 6.5.2 三自由过约束并联机构的定位精度分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 正在审稿的国际期刊论文 |
| 攻读博士期间申请的专利 |
| 致谢 |
四、最速下降法求椭球轴线的研究（论文参考文献）
- [1]融合多源信息的小型多旋翼无人机位姿估计方法研究[D]. 王勇军. 桂林电子科技大学, 2021
- [2]基于多传感器融合的水下机器人状态估计[D]. 周翰文. 哈尔滨工程大学, 2020
- [3]基于多目标优化的工业机器人基座位置规划研究[D]. 程宏佳. 北京林业大学, 2019(04)
- [4]RB20型工业机器人刚度性能研究[D]. 陈晓菲. 沈阳理工大学, 2019(03)
- [5]基于特定任务的工业机器人基座位置优化研究[D]. 艾文君. 北京林业大学, 2018(04)
- [6]工业机器人的标定方法与实验研究[D]. 李文涛. 上海工程技术大学, 2017(03)
- [7]基于磁传感的胶囊内镜定位技术[D]. 牛德森. 天津大学, 2017(04)
- [8]空间二次曲面轮廓度误差及位置姿态测量评定技术研究[D]. 王宇春. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [9]基于巨磁阻抗效应的磁探测技术与应用研究[D]. 韩超. 北京理工大学, 2015(03)
- [10]操作机构尺寸与变形误差传递的统一建模方法研究[D]. 陈根良. 上海交通大学, 2014(03)