工业机器人应用于系统建模-示教器上盖设计

示教器上盖设计

学习目标

学习曲面特征的使用方法

通过绘制曲面实体,了解曲面特征的使用方法

学习示教器上盖设计方法

通过曲面特征,完成示教器上盖设计

12

曲面特征的使用方式

1.点击菜单栏插入

2.点击曲面

3.选择需要使用的

曲面特征

l 如何使用曲面特征?

1.绘制拉伸曲面草图

2.点击【拉伸曲面】按钮进入曲面拉伸编辑界面

5.设置拉伸方向

4.拉伸方向

3.预览拉伸曲面

6.设置拉伸深度

7.点击确定完成曲面拉伸

1.绘制旋转曲面草图

2.点击【旋转曲面】

工具进入曲面旋转

编辑界面

7.设置旋转类型4.旋转方向

3.预览旋转

曲面

8.设置旋转角度

5.旋转轴

6.设置旋转轴

3.点击【扫描曲面】工具进入曲面扫描编辑界面

4.选择草图

轮廓7.预览扫描曲面

草图轮廓

1.前视基准面绘制轮廓草图1

2.右视基准面绘制路径草图2

5.选择扫描

轮廓6.选择扫描

路径

2.点击【扫描曲面】工具

进入曲面扫描编辑界面

3.选择圆形

轮廓6.预览扫描曲面

圆形轮廓1.绘制路径草图1

4.选择扫描

路径5.设置圆形轮廓直径

1.在三个基准面分别

绘制三个草图

曲面放样编辑界面

3.选择轮廓

草图

4.上移或下

移更改草图

顺序5.预览放样曲面

1.绘制两个边界曲线

工具进入编辑界面

3.选择曲线

草图4.预览边界曲面

平面区域

1.绘制平面草图

2.点击平面区域按钮进入编辑界面

3.预览平面

区域

4.选择草图

等距曲面

1.打开要生成等距曲面的模型面

2.点击【等距曲面】工具进入编辑界

5.预览等距曲面

3.选择要等距的面

4.设置等距距离

1.打开要生成延展曲面的模型面

2.点击【延展曲面

】工具进入编辑界

6.生成延展曲面

3.选择延展方

向参考

5.设置延展距离

4.选择要延展

的边线

1.打开要剪裁的一组模型面】工具进入编辑界

6.完成曲面剪裁

3.选择相互剪

裁类型

5 选择要移除

的部分

4 选择剪

裁曲面

1.绘制拉伸曲面

草图2.创建拉伸曲面特征,

拉伸深度25mm 4.平面区域

3.恒定大小圆角,

半径35mm

5.选择所有曲面缝合

6.恒定大小圆角,半径10mm

7.加厚所有面,厚度2mm

8.绘制拉伸切除草图

9.创建拉伸切除特征,

切除深度1mm

10.完成示教器上盖设计

总 结

1.曲面放样时,轮廓必须都为开环或者闭合,不可以同时

具有开环和闭合轮廓。

2.曲面扫描轮廓是圆,直接在属性管理器设置直径 。

工业机器人应用系统建模考试试卷及答案

一、选择题(50分) 1.使用一个轮廓不封闭的草图进行拉伸,会出现以下哪种情况( A )。A.自动生成薄壁实体 B.不能进行拉伸操作 C.自动生成曲面 D.自动生成凸台实体 2.在一个草图中,绘制两个没有交集的圆,对其进行拉伸,会出现以下哪种情况( B )。 A.提示不能生成连续的实体 B.生成两个实体 C.生成一个实体 D.生成两个曲面 3.在线性阵列中,下列( B )对象不能作为方向参数。 A.线性边线B.圆形轮廓边线C.轴线D.直线4.对一个孔进行一个方向的线性阵列,在“实例”文本框中输入6,单击“确定”,结果会增加( A )个孔。 A.5 B.6 C.7 D.8 5.特征是关于( C )镜向的。 A.原点B.中心线C.镜向面/基准面D.拉伸曲面6.草图是关于( B )镜向的。 A.原点B.中心线C.镜向面/基准面D.拉伸曲面7.镜向草图实体时,( A )几何关系被添加。

A.对称B.镜向C.共线D.相等 8.在草图中倒角,( D )是不允许的。 A.角度距离B.距离-距离C.相等距离D.角度-距离-角度9.如果没有选择模型上的任何面,对一实体零件抽壳,将生成( B )。A.出现错误提示B.闭合的空腔C.按前视基准面抽壳 10.在SolidWorks建模过程中,最基础的是草图绘制,以下哪类平面上能绘制草图( A )。 A.基准面B.曲面C.任一图形区域D.剖面视图中的平面剖面11.单击直线按钮,可以绘制( C )种直线。 A.1 B.2 C.3 D.4 12.该图标是什么工具( C )。 A.圆B.圆弧C.样条曲线D.椭圆 13.该图标是什么工具( A )。 A.拉伸B.旋转C.扫描D.放样 14.在SolidWorks中,草图工具栏不存在哪种槽口( C )。 A.直槽口B.中心点直槽口C.边角槽口D.三点圆弧槽口15.下列选项哪个不属于草图几何关系( C )。 A.共线B.相切C.正交D.固定 16.该选项开启状态,可实现什么功能( A )。 A.复制B.旋转C.固定D.浮动 17以下哪类阵列不属于特征工具栏( C )。 . A.线性阵列B.曲线驱动的阵列C.方程驱动的阵列D.表格驱动的阵列

制造系统建模与仿真知识点1

知识点1 1. 在查阅资料的基础上,了解系统建模与仿真技术在经济建设、新品研发、企业运作以及 社会发展中的功能与作用,包括: ①系统建模与仿真技术在制造企业规划与运营中的应用,如企业选址、车间布局、生产线 平衡、瓶颈分析等。 ②系统建模与仿真技术在工程开发中的应用,如三峡大坝建设、机场选址、城市及区域规 划、大型体育设施建设等。 ③系统建模与仿真技术在工业产品研制中的应用,如长征火箭、神舟飞船、军用及民用飞 机研制、高铁列车开发、汽车产品研制等。 ④系统建模与仿真技术在社会服务系统中的作用,如商业服务企业选址、医院选址与布局、 商业设施的布局规划、游乐设施规划布局、公交线路布点及班次优化等。 ⑤系统建模与仿真技术在物流系统中的应用,如物流企业选址、配送中心选址与布局、物 流系统规划开发、物流设备研制等。 ⑥围绕具体产品(如汽车)或系统(如载人航天工程),分析系统建模与仿真技术的具体应 用。 2.什么是系统,它有哪些特点?结合具体的制造系统、物流系统或服务系统,分析系统的组成要素、功能和边界。 3. 什么是制造系统?它有哪些特点?常见的制造系统有哪些类型? 4. 什么是机械制造系统,它具有哪些特点?简要分析机械制造系统的运行过程。 5. 以机械制造系统为例,分析此类系统运作的基本特点,系统与环境之间存在哪些交互作 用? 6. 在查阅资料的基础上,以汽车整车制造企业为例,分析此类系统中物料流、能量流和信 息流涵盖的内容。 7. 以家用电气产品(如电视机、冰箱、手机等)制造系统为例,分析此类系统在设计及运 行过程可能存在的各类动态和随机性因素。 8.什么是连续系统和离散系统,它们存在哪些区别。结合具体案例,分析连续系统和离散系统分别具有哪些特点。 9.分析系统、模型与仿真三者之间的关系。对系统而言,建模与仿真技术具有哪些作用?10.对制造系统而言,哪些方法能够分析此类系统的性能,它们各具有什么特点?为什么计算机仿真技术的应用越来越普遍? 11. 与实物试验相比,基于模型的试验具有哪些优点? 12. 总体上,系统模型可以分为哪些类型?简要分析每类模型的特点,并给出具体案例。13.制造系统的建模与仿真具有哪些特点? 14. 对制造系统而言,仿真研究的目标可以分为哪几种类型? 15. 分别从“设计决策”和“运行决策”的角度出发,分析仿真技术可以为制造系统设计及运行 提供决策支持。 16. 仿真技术本身具有优化系统设计的功能吗?为什么?试解释之。 17. 在查阅资料的基础上,比较仿真技术与运筹学方法的异同之处。 18. 从建模和仿真研究的角度,机械制造系统建模和仿真时通常涉及哪些类型的建模元素? 19. 以制造系统及物流系统为对象,在查阅资料的基础上,了解下列术语在系统性能评估中 的作用,分析仿真技术与它们之间的关系。 ⑴系统(system)

国内外主流工业机器人离线编程软件对比

国内外主流工业机器人离线编程软件对比 讲到工业机器人离线编程软件,就不得不先说道说道另外一种机器人编程方式----手工示教编程。相信大家在接触工业机器人的时候,最先认识的就是机器人示教器了。示教器和机器人的控制系统相连接,操作人员可以通过示教器直接控制机器人的运动轨迹,速度和运动方式。利用示教器上的操作手柄或者操作按键,我们可以很直观的看到机器人每个轴或者每个关节的运动姿态,速度。示教器的学习和使用,是学习工业机器人的第一步,也是非常重要的一步。 但是,示教器的操作和使用不是我们今天讲解的重点。我们要通过使用示教器的经验和体会,来说说机器人离线编程软件的优势。 从1959年,英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人起,示教器和示教编程就是使用和操作机器人的最主要手段和途径。半个世纪过去了,现代社会中,高度自动化,智能化的工厂中,通过示教器来示教编辑机器人的轨迹点,依然是最主流的做法。但是,示教编程的方式越普及,也越暴露出其弊端和不足。举个例子,示教编程需要在工作现场进行作业,作业的同时,生产线上的所有设备都必须停工,这对老板来说,损失极大。另外,当机器人运动轨迹过于复杂或者精度要求过高,手工示教再靠操作人员来完成,就有点心有余而力不足了。这时,离线编程软件应运而生。它的出现,本意并不是要替代手工示教编程,而是弥补其个中不足。所以,

当我们再提起离线编程软件的时候,不应过度神化,而是要正确的看待手工示教和离线编程的作用,让其在不同情况下各自发挥优势。 离线编程软件的出现,也不是一天两天了。本人从事工业自动化十几年,从早先数控机床的大规模应用,到现在工业机器人的逐步兴起。从硬件的更新换代,到软件的日益出新,都或多或少的做过一些研究和学习。时代变化太快,但是作为一个老工控,我始终坚信,科技是第一生产力。好多刚接触工业机器人的新人,示教器还没学会,手工编辑了一些运动轨迹以后就抱怨说,手工示教编程太难了,太复杂了。甚至说落后了,吵着要学离线软件编程。对于这样的新人,我想说,学东西不应该好高骛远,手工示教编程,是掌握机器人,学习机器人最基本,也是最好的方式。使用离线软件编程的时候也会需要很多示教方面的知识。 今天,想跟大家聊聊,目前国内外市场上几款主流的机器人离线编程软件,看看他们的区别和各自优势。希望大家在学习的时候,能够选择适合自己的软件。 我们常说的机器人离线编程软件,大概可以分为两类: 一类是通用型离 线编程软件,这类软件一般都由第三方软件公司负责开发和维护,不单独依赖某一品牌机器人。换句话说,通用型离线编程软件,可以支持多款机器人的仿真,轨迹编程和后置输出。这类软件优

工业机器人应用系统建模考试试卷及答案

一、选择题(50分) 1.在工程图中,使用哪个视图命令可以完成轴测剖切图( D )。 A.模型视图B.局部视图C.断开的剖视图D.剖切视图2.绘制轴测图时所采用的投影法是( C )。 A.中心投影法B.平行投影法C.只能用正投影法D.只能用斜投影法3.机械图所采用的投影方法为( C )。 A.中心投影法B.斜投影法C.正投影法D.B、C均采用4.添加3个标准的、正交的三视图的命令是( A )。 A.标准三视图B.模型视图C.投影视图D.辅助视图5.根据现有零件或装配体添加正交或命名视图的是( B )命令。 A.标准三视图B.模型视图C.投影视图D.辅助视图6.从一个已经存在的视图展开新视图的是( B )命令。 A.标准三视图B.模型视图C.投影视图D.辅助视图7.如果工程图文件已经有一个视图,要建立其左视图,通过( B )命令实现。A.模型视图B.投影视图C.剖面视图D.局部视图8.在工程图纸中,将一个视图的比例改小为原来的一半,该视图上的尺寸数值会( A )。 A.不变B.变为原来的一半 C.变为原来的两倍D.有些尺寸不变,有些尺寸变小 9.工程图的文件类型( D )。 A.*.sldasm B.*.sldprt C.*.asm D.*.slddrw 10.( A )在工程图中生成一个视图来显示一个视图的某个部分。

A.局部视图B.辅助视图C.断裂视图D.剖面视图11.( C )可以将工程图视图以较大比例显示在较小的工程图纸上。 A.局部视图B.辅助视图C.断裂视图D.剖面视图12.工程图中的线型( A )。 A.可以通过草图设置B.可以通过图层设置 C.可以通过视图设置D.无法设置 13.在某个图纸中,由于要表达的信息很多,下面哪种方法最不可取( A )。A.把视图摆放的挤一点B.缩小视图比例 C.在文件中添加一张新图D.扩大图幅 14.要快速生成一个零件的标准三视图,在SolidWorks采用的方法是( B )。A.生成定向视图,再投影B.选中零件的名称,拖到图纸区域内C.用线条画出各视图的轮廓线D.从图形区域复制 15.如何将尺寸从一个视图转移到另一个视图( C )。 A.选中尺寸后直接拖到新的视图中 B.选中尺寸后,按住Ctrl键,拖到新的视图中 C.选中尺寸后,按住Shift键,拖到新的视图中 D.选中尺寸后,按住Tab键,拖到新的视图中 16.SolidWorks画剖面视图的方法是( A )。 A.单击工程图工具栏中的剖面视图,画一条直线作为剖面位置,自动生成剖面视图 B.选择视图,投影到另一位置,选择生成剖面视图指令 C.右键单击视图,在属性中选择生成剖面视图,再选择一个方向

制造系统建模与仿真知识点2

知识点2 1. 结合具体制造系统或服务系统,分析离散事件动态系统的基本特征。 2. 什么叫“状态空间爆炸”?产生状态空间爆炸的原因是什么?它给系统性能分析带来哪些 挑战? 3. 常用的离散事件系统建模方法有哪些,它们是如何分类的? 4. 什么是马尔可夫特性?它在离散事件系统建模与分析中有什么作用? 5. 根据功能不同,仿真模型(程序)可以分为哪三个层次?分析三个层次之间的关系。 6. 分析事件调度法、活动循环法、进程交互法和消息驱动法等仿真调度方法的特点,在分 析每种调度方法基本原理的基础上,阐述几种仿真调度方法之间的区别与联系,并绘制每种仿真调度方法的流程图。 7. 结合具体的离散事件系统,如银行、理发店、餐厅、超市、医院、作业车间等,采用事 件调度法、活动循环法或进程交互法分析建立此类系统的仿真模型,试分析仿真模型中的建模元素以及仿真调度流程。 8. 从系统描述、建模要点、仿真时钟推进机制等层面,比较事件调度法、活动循环法和进 程交互法的异同之处。 9. 什么叫仿真时钟,它在系统仿真中有什么作用?什么叫仿真时钟推进机制?常用的仿真 时钟推进机制有哪些?它们的主要特点是什么,分别适合于怎样的系统? 10.结合具体的离散事件系统,分析若采用固定步长时间推进机制、下次事件时间推进机制 或混合时间推进机制时,分别具有哪些优点和缺点,以图形或文字等形式分析时钟推进流程。 11.什么叫仿真效率?什么叫仿真精度?分析影响仿真效率和仿真精度的因素? 12.从仿真效率和仿真精度的角度,分析和比较三种仿真时钟推进机制的特点,并分析三种 仿真时钟推进机制分别适合于什么样的系统? 13. 什么是蒲丰投针试验?绘制蒲丰投针试验原理图,通过推导蒲丰投针试验中针与任一直 线相交的概率,分析采用随机投针试验方法来确定圆周率π的原理。 14. 按照蒲丰投针试验的条件和要求,完成投针试验,在统计投针次数、针与直线的相交次 数的基础上,求解π的估计值,并以报表或图形等形式表达试验结果。具体要求如下: ①自行确定针的长度、直线之间的距离。 ②投针10次、20次、30次、40次、50次、…、100次、…、200次、…,分别计算针 与直线相交的概率、π的估计值。 ③以一随机变量描述上述试验结果,并通过编程或采用商品化软件,以图形、报表等形 式表示投针试验结果,分析其中的规律,并给出结论。 ④写出试验报告。 ⑤在熟悉投针试验原理的基础上,编制投针试验仿真程序,动态运行投针试验的过程。15.什么是蒙特卡洛仿真?它有什么特点,蒙特卡洛仿真应用的基本步骤是什么? 16.采用C或C++等语言,分别编写产生均匀分布、正态分布、指数分布以及威布尔分布的伪随机数序列,通过改变每种分布中参数的数值,分析不同参数数值对随机数值的影响;通过对所产生的伪随机数分布区间的统计、分析和绘图,检验伪随机数的特性及其数值特征。 17. 对于制造系统而言,库存有哪些作用和功能? 18. 在制造企业中,库存大致可以分成四种类型。简要论述四种库存的名称和功能。 19. 什么是安全库存、订货提前期?确定安全库存和订货提前期时分别需要考虑哪些因素? 20. 什么叫“订货点法”?要确定订货点,需要哪些条件?订货点法适合于怎样的库存系统?

工业机器人应用系统建模考试试卷及答案

一、选择题(50分) 1.装配体的文件类型为( A )。 A.*.sldasm B.*.sldprt C.*.asm D.*.slddrw 2.零件的文件类型为( B )。 A.*.sldasm B.*.sldprt C.*.asm D.*.slddrw 3.工程图的文件类型( D )。 A.*.sldasm B.*.sldprt C.*.asm D.*.slddrw 4.SolidWorks中使用快捷方式复制对象时,应按以下哪个热键( A )。A.Ctrl+C B.Shift+C C.Alt+C D.Tab+C 5.在FeatureManager设计树中,默认的有( C )个基准面。 A.1个B.2个C.3个D.4个 6.SolidWorks的主要建模技术是( B )。 A.参数建模B.特征建模C.附加特征建模D.基础特征建模7.SolidWorks的辅助功能有( C )。 A.绘制装配体B.绘制工程图C.三维浏览、运动模拟D.工业设计8.在新建SolidWorks文件对话框中,新建文件类型有( C )种。 A.1 B.2 C.3 D.4 9.根据草图的尺寸标注,可将草图分为欠定义、完全定义、和过定义3种状态,草图以黑色显示时,说明草图为( B )。 A.欠定义B.完全定义C.过定义 10.SolidWorks是基于( B )原创的三维实体建模软件。 A.UNIX B.Windows C.Linux D.Dos

11.如果想放大模型使之整屏显示,按( C )快捷键。 A.Ctrl+F B.Shift+F C.F D.Alt+F 12.SolidWorks是市面上的主流三维软件之一,能够与绝大多数CAD软件进行格式转换,以下哪种格式不能被读取( A )。 A.EXB B.IGES C.STEP D.DWG 13.在SolidWorks中,方向键可以使模型旋转,若要使模型沿顺时针按90°增量转动,应使用下列哪个组合键( A )。 A.Shift+方向键B.Ctrl+方向键C.Alt+方向键D.Fn+方向键14.可以按住( B )键在FeatureManager设计树上选择多个特征。A.Enter B.Shift C.Insert D.Alt 15.在SolidWorks中,其设计过程具有( A )性。 A.相关B.无关C.可逆 16.在SolidWorks特征管理设计树中包含( B )基准面。 A.后视B.右视C.坐视D.下视17.在SolidWorks中,绘制的多边形边数最多为( B )。 A.30 B.40 C.50 D.60 18.草图按钮位于SolidWorks界面哪个区域( B )。 A.菜单栏B.工具栏C.图形区域D.状态栏19.新建文件命令位于SolidWorks界面哪个区域( A )。 A.菜单栏B.工具栏C.图形区域D.状态栏20.通过SolidWorks装配体进行装配时,需要一个( C ),以它为中心完成装配。

系统模型与系统分析

系统模型与系统分析 课程教师:xxx教授 学院:通信工程学院 姓名:五里雾 一、什么叫系统分析?系统分析的要素有哪些?系统分析的“5W1H”要点是什么?(25 分) 系统分析产生于20世纪40年代末期的美国兰德公司,早期主要用于武器系统的成本效益分析,60年代后,开始用于社会经济系统。 系统分析是通过一系列步骤,帮助领导者选择最优方案的一种系统方法。 主要步骤有:研究领导者提出的整个问题,确定目标,建立方案,并且根据各个方案的可能结果,使用适当的方法比较各个方案,以便能够依靠专家的判断能力和经验处理问题。 系统分析的要素:(1)目标;(2)可行方案;(3)费用(寿命周期总费用(Life Cycle Cost));(4)模型;(5)效果(效益和有效性);(6)准则(目标的具体化);(7)结论(建议,不是决策) 5W1H是指:

(1)任务的对象是什么?即要干什么(What); (2)这个任务何以需要?即为什么这样干(Why); (3)它在什么时候和什么样的情况下使用?即何时干(When); (4)使用的场所在哪里?即在何处干(Where); (5)是以谁为对象的系统?即谁来干(Who); (6)怎样才能解决问题?即如何干(How)。 二、对系统模型有哪些基本要求?系统建模主要有哪些方法?请分别说明这些建模方 法的适用对象和建模思路。(25分) 系统模型的基本要求是:1 切题;2 模型结构清晰;3 精度要求适当;4尽量使用标准模型。 系统模型的定义:系统模型是一个系统某一方面本质属性的描述,它以某种确定的形式(如文字、符号、图表、实物、数学公式等)提供关于该系统的知识。 系统模型一般不是系统对象本身,而是现实系统的描述、模仿和抽象。如:地球仪是地球原型的本质和特征的一种近似或集中反映。系统模型是由反映系统本质或特征的主要因素构成的。系统模型集中体现了这些主要因素之间的关系。 建模的主要方法及其适用对象和建模思路: 1、推理法(“白箱”问题) (1)、对象:比较简单的白箱系统。 (2)、方法:利用自然科学的各种定理、定律(如物理、化学、数学、电学的定理、定律)和社会科学的各种规律(如经济规律),经过一定的分析和推理,可以得到S的数学模型。 2、实验法和统计分析法(“黑箱”或“灰箱”问题)(注:此方法也可分成两类。老师PPT 分成两类,在此处合并为一类进行叙述。) (1)、对象:可实验和不可实验的黑箱和灰箱系统; (2)、方法:通过实验或者查阅历史统计资料,找出系统的输入和输出数据,然后运用自控中的传递函数方法或其它的数学方法(如回归分析、时序分析等方法),建立系统输出与输入之间的关系——系统的数学模型。 3、混合法 也称数据拟合法。相当多的建模过程是以统计数据或实验数据为基础的。以收集和分析数据为基础去构建一个系统模型的方法,称之为数据拟合法。 4、类似法(相似模型) (1)、对象:用推理法难以建模的复杂的白箱系统; (2)、方法:利用不同事物具有的同型性,建造原系统的类似模型。 三、考虑湖水的污染与净化问题,如果流入湖的污水浓度比湖水浓度高,那么湖水就要 受到污染;反之,如果将清水注入湖内,则可以使湖水净化。为了简化问题,现在做如下假设: (1)蒸发量和降雨量相等,流入与流出的平均速度相等,即湖水总量保持不变; (2)污水不发生化学变化,也不引起沉淀; (3)污水瞬间混合是均匀的,即湖中水的浓度总是均匀的。 记湖水体积为Ω,初始浓度为C0,,注入水的速度为V,注入水的浓度为C,如果以清水注

机器人系统建模

一、基于模型控制方式来改进机器人性能 背景: 在学术界多年前就已经对机械臂动态模型化方法论已有深入研究。它作为一个非常有用工具,通常应用在机器人领域和工程实验室领域里研究和开发人形机器人,开发高级控制算法,运动模拟及其他学术进行研发。动态模型化涉及描述机器人惯量,质量,质心动态性能的数学公式和其他不易简单计算取得数值。尽管在理论研究中频繁可见,但使用动态模型化来改进机器人控制的应用大都得不到研发人员和工业机器人生产商的重视。 高创首先考虑用动态模型化解决半导体行业中高速delta机器人所遇到的性能问题。 模型实例: 通过对运动中机器人上力矩和力的预估,以及对过大力矩的阻止,使得机器人提速变得更简单,更安全,同时减少了振动,缩短整定时间。基于模型的控制最终使机器人系统运动更快,更精准,从而提高产量。 轴伽利略球形机器人(GSR-L)在执行动态模式 使用动态模型,客户能迅速获取整定时间,并更好实现轨迹跟踪运动控制。使用动态模型另外一个好处通过随时变动的机械参数,尤其是摩擦常数,可检测系统磨损和撕裂。力矩误差显示计算出的力矩值能准确预估过滤力矩

作用: 基于模型的控制最直接益处是检测并避免冲击,这点在delta机器人案例中清晰可见。负载,工作环境及操作工可得到更好保护。此外,该控制模式不需要力传感器,从而简化系统设计,减少成本。 该控制方式最显著益处是改善机器人运转状态及提高驱动器性能。要求获取位置的力矩值可被计算得出,且能精确地控制,因此路径得到大幅度地优化。因为通过计算得到电流,并非简单由反馈环获得,所以要求的电流更平缓,从而取得更好速度控制,减少颤抖和抖动。 对于太阳能硅片处理应用机器人,需具备高加速度和高精确度。Delta机器人结构本就脆弱,所以机械臂易损。此外,它还对贵重负载及生产材料受到冲击及损坏带来威胁。 Delta机器人存在损坏自身及负载的风险 Delta动力学基于由球状关节连起来的力的平行四边形,在一些系统中,这些平行四边形连接到移动平台和机械臂连轴。若超过一定位置或角度时,需要力来分解,机器人则大幅度减速,即使是一个小碰撞或强震动也可使机器人解体。更复杂的是,这些断裂点典型地位于伸出位置,碰到障碍物风险更高。机器人折断后,留存的撞击未被检测出,会增加潜在破损机率。 为解决以上隐患并提供delta机器人更好的控制性能,高创工程师采纳并改善科研中原有的动态模式,从而为delta机器人提供更好的控制。 体会: 二、矢量喷水推进式水下机器人的建模仿真与验证 背景: 为提高小型水下航行器的机动性与可控性,构建了一种基于矢量喷水推进系统的新型多自由度水下机器人。为使该机器人具有理想的运动特性和优异的操控性能,对其进行了理论建模、数值仿真与实验验证。首先建立其运动学和动力学模型,分析多矢量推进作用对机器人运动姿态和航行效果的影响,据此研究机器人多矢量喷水推进协调控制的策略与方法,实现机器人自 主升沉、旋转、水平移动等多姿态水中运动。此后,采用MATLAB 和ADAMS 对所建模型和虚拟样机进行了数值仿真,并且对机器人实物样机进 行了水下运动验证实验。仿真分析与实验验证的结果表明,该机器人的运动特性和操控性能符合高机动性和高可控性的设计要求。 实例: 矢量喷水推进式水 下机器人的建模仿真与

生产系统建模与仿真

《建模与仿真》课程教学大纲 (Modeling and Simulation) 课程编码: 学分:2.5 总学时:40 适用专业:工业工程 先修课程:生产计划与控制、工程统计学、工程数学、运筹学、计算机编程技术 一、课程的性质、目的和任务 《建模与仿真》是面向工程实际的应用型课程,是工业工程系的主导课程之一。学生通过本课程的学习能够初步运用仿真技术来发现生产系统中的关键问题,并通过改进措施的实现,提高生产能力和生产效率。本课程的目的是要求学生通过学习、课堂教育和上机训练,能了解如何运用计算机仿真技术模拟生产系统的布置和调度管理。并熟悉和掌握计算机仿真软件的基本操作和能够实现的功能。使学生了解计算机仿真的基本步骤。结合本课程的特点,使学生掌握或提高系统化分析问题和解决问题的能力,为系统化管理生产打下基础。二、教学基本要求 具体在教学过程中要求学生应该达到: 1.全面了解本课程的性质与任务、框架内容以及理论和方法; 2.掌握仿真的概率统计基础知识。 3.掌握供理论模型建模方法。 4.掌握仿真模型的设计与实现方法。 5.熟练应用建模理论,对排队系统、库存系统、加工制造系统进行建模仿真。 三、教学内容与学时分配 离散事件系统仿真是仿真技术的重要领域,在规划论证、方案评估、计划调度、 加工制造、产品试验、生产培训、训练模拟、管理决策等方面得到广泛应用。本课程 深入地介绍了离散事件系统建模仿真的理论、方法和技术,突出对理论建模方法和计 算机实现技术的讲解,对离散事件系统建模仿真的发展和应用情况做了比较详尽的介 绍。 具体教学内容如下: 第一章绪论 4学时

本章分析了系统和制造系统定义、组成与特点,介绍了系统建模与仿真的基本概念和使用步骤,并给出应用案例。 本章教学目标: 本章教学基本要求: 了解常用术语及常用的仿真软件,了解仿真技术的的发展状况及应用。 理解系统与制造系统的定义及系统建模与仿真的概念及系统、模型与仿真之间的关系。 掌握制造系统建模与仿真的基本概念及基本步骤。 本章教学重点:制造系统建模与仿真的原则及基本步骤。 本章教学难点:制造系统建模与仿真的原则及基本步骤 第一节系统与制造系统 0.3学时 (一)什么是系统 (二)制造系统的组成与特点 第二节系统建模与仿真的基本概念。 0.3学时 (一)系统、模型与仿真的关系 (二)系统建模与仿真技术的特点 第三节制造系统建模与仿真的基本概念。 0.3学时 (一)制造系统建模与仿真的特点分析 (二)制造系统类型及建模元素 (三)制造系统仿真的功能分析 第四节系统建模与仿真的基本步骤 0.4学时 第五节系统建模与仿真的案例分析 0.5学时 (一)连杆生产线的组成与功能分析 (二)连杆生产线仿真模型的构建 (三)仿真逻辑的分析与定义 (四)仿真结果分析及系统优化 第二章系统建模与仿真的基本原理 2学时 本章在分析离散事件系统模型的分类和元素组成的基础上,介绍了建立系统模型的常用方法。 本章教学目标:使学生掌握常用的系统建模方法 本章教学基本要求:

UML系统建模与分析设计的基础知识复习

第一章系统建模与分析设计的演变 1、系统建模的三要素:方法、工具和过程 2、软件的分类: 按软件的功能划分:系统软件、支撑软件和应用软件 按软件的规模划分:小型软件、中型软件、大型甚至超大型软件 按软件的工作方式划分:实时处理软件、分时处理软件交互式软件和批处理软件 按软件服务对象的范围划分:一次性使用软件和使用频度较高的软件 按软件失效的影响程度划分:一般性软件和关键性软件 3、软件危机产生的原因主要有两个:一是与软件本身的特点相关;二是软件开发和维护的方法不正确。 4、软件开发过程模型:瀑布模型、渐增模型、演化模型、螺旋模型、智能模型 5、UML的特点:唯一性、连续性、维护性、复用性和逐步完善 6、面向对象的三大重要特征:封装性、继承性和多态性 7、软件开发方法从结构化开发方法、模块化开发方法到面向对象开发方法是一个渐进的演变过程 8、软件生命周期描述了一个软件从定义、开发、使用、维护到服用的全过程 9、面向对象的基本概念有:对象、类急气封装性、多态性、继承性和消息传递 10、软件开发过程由客户端需求分析、系统分析、系统设计和系统实现以测试与维护四个四个阶段组成 11、面向对象系统的开发过程以体系结构为中心,以用例为驱动,是一个反复、渐增的过程 1、封装是吧对象的属性和操作结合在一起,组成一个独立的对象、 2、封装是一种信息隐蔽技术,目的是使对象的生产者和使用者分离,使对象的定义和实现分开。 3、面向对象方法中的继承机制使子类可以自动地拥有复制父类全部属性和操作 4、使得在多个类中能够定义同一个操作或属性名,并在每一个类中有不同的实现的一种方法是多态性 5、软件按照其工作方式可划分为实时处理软件、分时处理软件、交互式软件和批处理软件。 6、软件生存周期由软件的定义、软件的开发和软件的使用维护和更新换代三部分组成。 7、软件开发模型有瀑布模型、增量模型、螺旋模型、智能模型和快速原型模型等五种主要模型 8、面向对象技术采用以类为中心的封装、继承、多态等不仅支持软件复用,而且使软件维护工作可靠有效,可实现软件系统的柔性制造。 9、UML的优点是:唯一性、连续性、维护性、复用性和完善性。 第二章统一建模语言UML 1、UML的五种视图:用例视图、逻辑视图、构件视图、进程视图和配置视图 2、UML的三大类模型图是:用例模型图、静态模型图和动态模型图 3、用例模型描述的是外部执行者主要用于需求分析阶段 4、UML的静态建模机制包括:类图、对象图、包图、构件图、配置图 5、UML的动态模型包括4种兔:状态图、活动图、顺序图、合作图 6、软件的开发过程即生命周期划分为开始、详细规划、系统构造、移交四个阶段。

UML系统建模与分析设计-刁成嘉-课后答案

UML系统建模与分析设计-刁成嘉-课后答案

第一章系统建模与分析设计的演变 1、系统建模的三要素:方法、工具和过程 2、软件的分类: 按软件的功能划分:系统软件、支撑软件和应用软件 按软件的规模划分:小型软件、中型软件、大型甚至超大型软件 按软件的工作方式划分:实时处理软件、分时处理软件交互式软件和批处理软件 按软件服务对象的范围划分:一次性使用软件和使用频度较高的软件 按软件失效的影响程度划分:一般性软件和关键性软件 3、软件危机产生的原因主要有两个:一是与软件本身的特点相关;二是软件开发和维护的方法不正确。 4、软件开发过程模型:瀑布模型、渐增模型、演化模型、螺旋模型、智能模型 5、UML的特点:唯一性、连续性、维护性、复用性和逐步完善 6、面向对象的三大重要特征:封装性、继承性和多态性

7、软件开发方法从结构化开发方法、模块化开发方法到面向对象开发方法是一个渐进的演变过程 8、软件生命周期描述了一个软件从定义、开发、使用、维护到服用的全过程 9、面向对象的基本概念有:对象、类急气封装性、多态性、继承性和消息传递 10、软件开发过程由客户端需求分析、系统分析、系统设计和系统实现以测试与维护四个四个阶段组成 11、面向对象系统的开发过程以体系结构为中心,以用例为驱动,是一个反复、渐增的过程 课后习题: A 1、封装是吧对象的属性和操作结合在一起,组成一个独立的对象、 C 2、封装是一种信息隐蔽技术,目的是使对象的生产者和使用者分离,使对象的定义和实现分开。 B 3、面向对象方法中的继承机制使子类可以自动地拥有复制父类全部属性和操作 D 4、使得在多个类中能够定义同一个操作或属性名,并在每一个类中有不同的实现的一种方法

UML系统建模与分析设计(刁成嘉)课后习题整理

一、选择 1、封装是指把对象的(A)结合在一起,组成一个独立的对象。 A.属性和操作B.信息流C.消息和事件D.数据的集合2、封装是一种(C)技术,目的是使对象的生产者和使用者分离,使对象的定义和实现分开。 A.工程化B.系统维护C.信息隐蔽D.产生对象3、面向对象方法中的(D)机制是子类可以自动地拥有复制父类全部属性和操作。 A.约束B对象映射C.信息隐蔽D.继承 4、使得在多个类中能够定义同一个操作或属性名,并在每一个类中有不同的实现的一种方法(B)。 A.继承B.多态性 C.约束 D.接口 5、UML 的软件以(A)为中心,以系统体系结构为主线,采用循环、迭代、渐增的方式进行开发。 A. 用例 B.对象 C.类 D.程序 6、UML 的(B)模型图由类图、对象图、包图、构件图和配置图组成。 A. 用例 B. 静态 C. 动态 D. 系统 7、UML的(C)模型图由活动图、顺序图、状态图和合作图组成。 A. 用例 B. 静态 C. 动态 D.系统 8、UML的最终产物就是最后提交的可执行的软件系统和(D)。 A.用户手册B.类图C.动态图D.相应的软件文档资料 9、在UML的需求分析建模中,(B)模型图必须与用户反复交流并加以确认。 A. 配置B. 用例C.包D. 动态 10、可行性研究分析包括经济可行性分析、技术可行性分析和(B)。 A.风险可行性分析 B.法律可行性分析 C.资源可行性分析 D.效益可行性分析 11、UML的客户分析模型包括(A)模型、类图、对象图和活动图组成。 A.用例 B.分析 C.属性 D.系统 12、UML客户需求分析使用的CRC卡上“责任”一栏的内容主要描述类的(C)和操作。 A.对象成员 B.关联对象 C.属性 D.私有成员 13、UML客户需求分析产生的系统模型描述了系统的(D) A.状态 B.体系结构 C.静态模型 D.功能要求 14、在UML的需求分析建模中,用例模型必须与(B)反复交流并加以确认。 A.软件生产商 B.用户 C.软件开发人员 D.问题领域专家 15、在UML的需求分析建模中,对用例模型中的用例进行细化说明应使用(A)。 A.活动图 B.状态图 C.配置图 D.构件图 16、活动图中的分劈和同步接合图符是用来描述(A) A.多进程的并发处理行为 B.对象的时序 C.类的关系 D.系统体系结构框架

《计算机科学》面向外骨骼机器人人机交互的步态数据获取系统及识别模型_高增桂

第41卷 第10期2014年10月计算机科学 Comp uter ScienceVol.41No.10 Oct  2014到稿日期:2013-07-01 返修日期:2013-09-06 本文受国家自然科学基金项目:基于云模型的音乐情感表示与识别算法研究(61303137),基于基因表达式编程的动漫情感化配乐技术研究(61070075),基于嵌套随机集的产品意象认知模型研究(61003147),生物启发设计中产品创意造型生成机制及其演化模型研究(51305077),广东省产学研项目基于人体行为模型的智能助行机器人研究与开发(00411420124671038)资助。高增桂(1986-),男,博士生,主要研究方向为人机接口、应用人机工程;孙守迁(1963-),男,博士,教授,主要研究方向为计算机辅助设计、人机共生装备;张克俊(1978-),男,博士,助理研究员,主要研究方向为进化计算、机器学习,E-mail:channy@zju.edu.cn(通信作者);佘铎淳(1987-),男,硕士,主要研究方向为人机交互;杨钟亮(19 82-),男,博士,讲师,主要研究方向为体感交互、生物启发设计等。面向外骨骼机器人人机交互的步态数据 获取系统及识别模型 高增桂1 孙守迁1 张克俊1 佘铎淳1 杨钟亮2 (浙江大学计算机科学与技术学院 杭州310027)1 ( 东华大学机械工程学院 上海201620)2   摘 要 外骨骼机器人人机交互是当前的研究热点,通常需要获取人体相关运动信息作为控制信号源。为了采集人体步态数据,研究了生理信号与关节运动之间的关联机制,设计了一种步态数据获取系统,其利用鞋内薄膜压力传感器和关节角度传感器组成测试设备,成功采集了15组健康男子在3km/h、4km/h和5km/h 3种速率下自然行走的步态数据。提出采用基因表达式编程建立膝关节运动识别模型, 并使用所采集的步态数据进行训练和验证。结果显示,利用此模型可有效进行关节运动的识别和预测,验证了本系统作为外骨骼人机接口的可行性。关键词 人机交互,人机接口,步态分析,基因表达式编程,外骨骼 中图法分类号 TP23 文献标识码 A DOI 10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.009  Gait Data System and Joint Movement Recog nition Model for Human-exoskeleton InteractionGAO Zeng-gui 1 SUN Shou-qian1 ZHANG Ke-jun1 SHE Duo-chun1 YANG Zhong-liang 2 (School of Computer Science and Technology,Zhejiang  University,Hangzhou 310027,China)1(College of Mechanical Engineering,Donghua University,Shang hai 201620,China)2  Abstract Human-machine interaction plays a great role in control of exoskeletons,and usually it is required to obtainthe relevant information about body motion as control signal sources.In order to collect human gait data and find the as-sociation between the physiological signals and the joint movement mechanism,we designed a Gait Data Acq uisitionSystem(GDS)which consists of eight thin-film pressure sensors and a joint angle sensor.After gait experiments,we ob-tained 15groups of gait data of health male objects with natural walking under three rates in 3km/h,4km/h and 5km/h.We also proposed establishment of recognition model of the knee joint motion using GEP.The gait data was used totrain and validate the recognition model.The result shows that the model can effectively identify and predict knee jointmotion and the GDS is feasible as a human-machine interface in  exoskeletons.Keywords Human-computer interaction,Human-machine interface,Gait analysis,GEP,Exoskeleton  1 引言 外骨骼机器人是一种以人为主、 机械为辅的穿戴式人机一体化[1] 装备,它巧妙地结合人的智能和机器的力量来完成 仅靠人体自身无法单独完成的任务,不仅扩展了人体感官,也增强了人体机能。由于外骨骼机器人与人体运动相平行,因此其控制要点是与使用者之间的运动适配性。为了获得和谐自然的人机交互,通常将使用者置于控制环路以形成闭环的 反馈控制回路[ 2] 。人机接口是实现人与外骨骼通信的方式,它通过采集人体生理信息,获得人体运动意图,帮助外骨骼制 定有效的控制策略[ 3] 。对下肢外骨骼而言,人机接口的功能是分析和预测人体步态数据。步态是人类步行的综合特征,包括中枢命令、身体 平衡和协调控制,涉及肢体肌肉和关节的协同运动。其中,骨骼是运动的杠杆,关节用于运动的联系,神经系统用于控制, 肌肉收缩作为动力,从而实现下肢的行走运动[ 4] 。典型步态是连续的周期运动,包含许多复杂的生理信息,步态分析旨在检测和分析这一过程中的运动轨迹、接触力信息、肌电信号等 生理参数变化规律并应用于医学、生物工程等领域[ 5] 。随着计算机科学的发展,步态分析和识别研究取得了长足进步,常用的方法是基于视觉的步态分析及利用生理信号测量的分析等。基于视觉的步态分析主要用于临床诊断以及身份识别,而对外骨骼机器人的控制通常采用生理信号测量方法。脑机接口(Brain-M achine Interface,BMI)是当前智能控制领域的研究热点[6] ,其局限在于难以反映人的无意识行 为。利用表面肌电信号(sEMG) 分析技术提取反映运动意愿· 24·

制造系统建模与仿真在工业工程中的应用 0713020

制造系统建模与仿真在工业工程中的应用0713020 工业工程刘鹏 [摘要]介绍了企业发展和建模的必要性和必然性,分析了制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的作用及意义,详细地论述了制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的具体应用。 关键词:制造系统;建模与仿真;企业优化;仿真应用 系统建模与仿真技术的含义 系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础,以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具,利用模型参与已有或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术。 仿真科学和技术的通用性和战略性 仿真的通用性表现在一切基础学科(如物理、化学、天文?)都可以通过仿真来研究;并可以极大地提高研究的安全性。仿真的战略性表现在一切复杂巨系统的研究都离不开仿真技术,可以说研究复杂巨系统采用仿真技术是唯一的途径。正如宋健院士所说:“系统仿真是科学实验的利器。 国内仿真技术发展 在我国仿真技术经过半个多世纪的发展,已经从军工走向国民经济。已经从工程走向非工程;已经从确定的小系统走向不确定的复杂巨系统。最初的仿真技术只是用计算机来求解方程,为了实时性,大

都采用电子模拟计算机。现在的仿真技术已经融合了信息技术、网络技术、系统技术、控制技术和高性能的计算技术,以完全崭新的面貌出现在我们的面前。 现在,摆在我们仿真工作者面前的任务是:在虚拟世界与真实世界之间架起一座桥梁;通过仿真技术构筑起一个平台,来勾画出创新型国家的轮廓,例如,国家正投入几个亿,来建设国家级研究经济模型的仿真实验室。 仿真技术,一方面反映了我国仿真技术和仿真技术应用发展的现状,另一方面,又对我国仿真技术今后的发展方向产生了指导作用。近年来,我国仿真技术及其应用的发展是十分迅猛的。仿真技术的发展,使人感到震惊。研究天文、地理、宇宙进化论等等,要依靠仿真,几乎没有哪个领域能离开仿真技术。凡是能写成方程的都要进行仿真。故应鼓励仿真界的科技人员发挥聪明才智,搞好仿真技术。 仿真技术的广度、深度、高度的提高,正反映了我国仿真技术和应用的发展。例如,“面向复杂性地理问题的虚拟研讨厅体系研究”,“复杂系统建模中的几个问题”等都是有代表性的好文章,反映了我国仿真技术已经在军事和国民经济的一些复杂巨系统研究建设中发挥越来越重要的作用。 1、制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的作用及意义 计算机仿真技术作为一门高新技术,其方法学建立在计算机能力的基础之上。随着计算机技术的发展,仿真技术也得到迅速的发展,其应用领域及其作用也越来越大。尤其在航空、航天、国防及其他大

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