超声传感器不同发射激励对超声发射功率有很大影响,决定了空气超声波探测距离。对超声激励脉冲进行了功率谱分析,给出了不同类型激励脉冲与发射功率之间的关系。设计了远距离超声传感器双极性发射电路,实现了脉冲个数和脉冲频率可调。通过实验研究,确定了超声激励脉冲的类型、个数与激励电压。该电路已成功用于远距离超声波测距系统中,能稳定、可靠地检测25 m处的障碍物。 机电转换效率，ηma为机声转换效率。2超声激励脉冲功率谱分析由超声传感器的工作原理分析可知，超声发射功率与超声传感器激励脉冲电功率、机电转换效率、机声转换效率有关。针对某一确定的超声传感器来讲，机电转换效率、机声转换效率是一定的，这里主要探讨超声发射功率与典型激励脉冲之间的关系。对矩形波、三角波、正弦波3种典型激励脉冲进行功率谱分析，研究其频率分布情况。图1中的(a)，(b)，(c)分别用来模拟脉宽为400μs、频率为22kHz的矩形波、正弦波、六自由度机械手-数控液压滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机多少钱三角波3种双极性高压激励脉冲。图2(a)体现了矩形波超声激励脉冲功率谱图，虽然矩形波脉冲含有多次谐波，但主要能量集中在22kHz，本文由张家港市泰宇机械有限公司滚圆机网站采集网络资源整理! http://www.gunyuanjixie.com且频率成份较大;图2(b)体现了正弦波超声激励脉冲功率谱图，正弦波仅含有22kHz单一频率;图2(c)体现了三角波超声激励脉冲功率谱图，其中有少量谐波。从图中可以直观地看出:虽然3种类型的脉冲都含有基频成份，六自由度机械手-数控液压滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机多少钱但在22kHz频率点上矩形波功率最大。从发射功率上来讲，矩形波脉冲发射效果最好，正弦波脉冲次之为了降低摩擦对机器人低速运动性能的干扰,引入了能够全面描述低速阶段摩擦力特性的GMS摩擦模型,并且利用遗传算法进行参数辨识,采用低通滤波器滤除高频噪声。为了验证该模型的有效性,设计了以机械手关节作为实验平台的轨迹跟踪实验,将模型作为前馈补偿引入系统。通过与常用的Stribeck模型补偿的对比,证明了GMS模型能更完善地描述摩擦力的特性,能进一步改善机械手的轨迹跟踪性能。 的力Fi的最大值;C为常数，决定了GMS模型摩擦力在滑动区域收敛于Stribeck曲线的程度。因此k曲线的辨识精度能够影响GMS模型在滑动状态时的控制效果，滑动状态维持至v接近0。s(v)的表达式如下)式中Fc为库伦摩擦力;Fs为最大静摩擦力;vs为Stribeck速度;δ为一指数项，在0．5～2之间取值;σ为粘性摩擦系数。2实验平台为了得到GMS模型在实际应用领域的控制效果，基于自主研制的六自由度机械手平台进行实验，实验平台如图1。该机械手采用上位机+下位机的控制架构，上位机为工控机，下位机是DSP+CPLD架构的多轴运动控制卡，本文的控制算法即在下位机中实现。为了能够避免重力、惯性力等因素对模型参数辨识带来的干扰，选择机械手的第一关节进行匀速实验，如式(5)Jθ¨=T－Tf，(5)式中J为等效到电机上的等效转动惯量;T为驱动力矩;Tf为负载力矩，主要是摩擦产生的阻力矩。3实验设计3．1Stribeck曲线参数的辨识目前常用的离线参数辨识方法有最小二乘法、非线性回归方法等。由于摩擦本身是一个复杂的非线性现象，它图1六自由度机械手与负载大孝运动速度、环境温度、机械结构等因素有关，所以，用经典的系统辨识方法很难得到比较准确的摩擦模型参数。由于遗传算法具有不依赖于被控对象的精确数学模型、适合在线学习等特点［9］，因此，采用遗传算法进行参数辨识。设计机械手第一关节的控制电机在速度区间［具体步骤为期间以±10r/min递增;±100～期间六自由度机械手-数控液压滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机多少钱本文由张家港市泰宇机械有限公司滚圆机网站采集网络资源整理! http://www.gunyuanjixie.com