外骨骼式下肢助行机器人的步态轨迹是当今研究的热点问题,稳定合理的步态运动是外骨骼有效辅助人体的基本保障。针对外骨骼式下肢助行系统的步态轨迹问题,基于零力矩点(ZMP)理论,采用五点规划法将人体步态划分为5个特殊姿态点,并求解相应的位置和角度坐标。利用MATLAB平台的三次样条插值函数模块,求解这些特殊点的三次样条曲线,仿真出髋关节和踝关节的轨迹曲线。最后根据ZMP动态轨迹方程,求解外骨骼系统的ZMP曲线,结果表明步态轨迹连续光滑,与理想的重心轨迹方向一致,符合外骨骼系统的轨迹路径要求。

为了减少生产车间的物资搬运距离并提高搬运效率,人们常常应用传统的系统布置设计(SLP)方法来确定加工设备的具体布局方法,但基于经验与主观性的传统SLP方法很难确保设施布局结果最优。为此提出了基于遗传算法的SLP方法,首先通过传统SLP方法得出车间作业单位相互关系,然后应用遗传算法对多个区域加工车间布局进行计算调整,最后结合MATLAB进行优化仿真。仿真结果显示,该方法不仅能减少操作人员的主观性,而且比传统的SLP方法更能减少车间物料搬运距离,可为实际应用提供参考。

为了提高擦玻璃机器人在作业过程中的清洁度,以PUMA560机器人为研究模型,采用了自适应阻抗控制算法来设计控制器。根据自适应阻抗原理框图,在MATLAB中建立相应的仿真模型,对机器人末端位置和接触力进行跟踪仿真,然后引进粒子群算法对仿真模型中的几个参数进行优化处理,最后测量该仿真模型承受的最大期望力。仿真之后的结果表明,自适应阻抗控制器达到了预期的控制效果,粒子群算法的优化缩短了接触力的稳定时间,所测得的最大期望力在实际运用中有可行性。

为研究ER50机器人的轨迹规划,首先根据D-H参数法对机器人正、逆运动学进行了求解,得到了机器人关节变量与末端位姿的关系。然后在MATLAB Robotics工具箱中建立了机器人的仿真模型,通过对机器人进行正、逆运动学仿真验证了模型的正确性。最后使用五次多项式插值法结合MATLAB Robotics工具箱对ER50机器人进行了空间任意点到点的轨迹规划仿真,得到了平滑连续的轨迹曲线。仿真结果表明机器人轨迹规划合理且各关节运动性能良好,为进一步研究ER系列机器人提供了参考依据。

为了对带钢卷取机的跑偏进行控制,建立带钢卷取机电液伺服跑偏控制系统的数学模型,并用MATLAB软件对此系统的时域性能指标进行分析。对系统采用常规PID控制器和模糊自适应PID控制器设计,使系统性能达到设计要求。对两种方法进行仿真,表明模糊自适应PID比常规PID控制系统有更好的动态性能和稳态特性。

溢流阀是液压传动系统中一个极为重要的压力控制组件。设计一种电反馈2D数字溢流阀,该阀采用单一的2D调压螺旋机构,以阀芯的旋转和直线运动实现导阀和主阀的功能。并通过压力传感器直接检测系统调定压力,进行压力闭环控制来改善2D数字溢流阀的性能,实现对压力的远距离监控和自动调节。

介绍带材卷取机电液伺服边缘位置纠偏控制系统的组成与工作原理,建立控制系统的数学模型,并用MATLAB软件从时域性能指标和频域性能指标两个方面,对系统的稳定性和快速性进行了仿真与分析。原系统某些指标没有达到要求,因此提出在原系统中加入PID校正的改进措施,并介绍PID控制器的原理和参数设计的详细步骤,建立校正后的数学模型,再次分析系统的性能指标,表明PID校正后的控制器超调小、响应快、控制稳定,达到系统快、稳方面的性能要求。

根据液压伺服系统的基本理论,推导了阀控缸液压伺服系统的传递函数模型;用MATLAB软件对系统的动态特性进行仿真分析,并进行了参数修正;结果表明所建数学模型及仿真结果接近实际工况,并且经参数修正后的控制系统是稳定的。

预测控制作为一种对模型精确度要求低、鲁棒性强并适用于计算机实现的控制算法，近年来在过程控制中得到广泛应用。针对火电厂再热汽温控制系统大惯性、大迟延和时变性的缺点，提出了DMC—PID控制策略，内外环分别采用PID控制器和DMC控制器。仿真研究表明，该策略综合利用了预测控制和串级控制的优点，控制效果优于常规的PID控制，能适应对象参数的变化并表现出良好的控制品质，具有较强的鲁棒性和自适应能力。

DDS技术应用广泛，设计和实现DDS的方法有多种，随着EDA技术和FPGA器件的发展，应用FPGA实现DDS具有灵活性好、价格较低、研制周期短等优点。DSPBuilder是Altera公司的系统级DSP开发软件，应用DSPBuilder设计DDS，可根据DDS原理实现模块化设计，使设计更为直观和简化，结合Matlab软件的设计与调试功能，使系统仿真更为简便。将设计下栽到硬件中运行，测试结果表明，应用DSPBuilder设计DDS方案切实可行，输出波形频率范围较宽，波形稳定度和分辨率较高。