牵引式机械的功率自适应控制

牵引式机械的功率自适应控制
牵引式机械的功率自适应控制

功和功率和机械效率复习题及答案

力学考点(13)功和功率和机械效率 考点解读:功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现,在中考试题中出现率极高,即使学习中的重点内容,又是学习中的难点,属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上,通过多做些练习,方能达到熟能生巧。 例题解析: 例1、(★)(06北京大纲卷)如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( ) 解析:做功有两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B 、D 三种情景,虽然人均对物体施加了力,但物体均没有移动,所以A 、B 、D 两图的人都没有对物体做功。 C 图中的小丽在竖直方向上施加了力,并使箱子在竖直方向上移动了一段距离,所以小丽对箱子做了机械功。 答案:C 例2、 (★★★)(06江苏南通海门)如图所示,在粗糙程度相同的表面上,用大小相等的拉力F ,沿不同的方向拉物体运动相同的路程s ,则下列关于拉力做功的判断中正确的是( ) (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 解析:三种情况下拉力做的功就只 需比较拉力的大小和沿拉力方向移 动距离的长短,不要受干扰条件平 面或斜面及向上或向下运动的影 响。本题中这两个因素都相同,所 以做功一样多。 答案:C 例3、(★★★★★)(06北京大纲卷)如图所示,小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A 和物体B 。当提升物体A 时,滑轮组的机械效率为75%,为F 1;当提升物体B 时,小民 对地面的压力为F 2。已知小民的质量为65kg ,物体A 的质量为90kg ,物体B 的质 量为50kg 。假设在拉绳子的过程中,小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直 向下且在同一直线上,不计绳重和摩擦。则F 2:F 1= ________ 。 解析:这是一道比例型题,由于小民对地面的压力F 1=G 人-(G A +G 0)/2, 小民 对地面的压力F 2= G 人-(G B +G 0)/2,要求出F 2:F 1必须先解出动滑轮的重G 0。根据 当提升物体A 时,滑轮组的机械效率 %75%100)(%1000 0=+=?+=?=G G G h G G h G W W A A A A 总有A η,可解得G o =300N,然后代 入可求得F 2:F 1=5:1; 例4、(★★★★)(06广东汕头)一质量为3000kg 的汽车沿着长为5.4km 的 盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km 的山项时,耗时15min,汽车发动机牵引力为4000N.求,(1)汽车的行驶速度;(2)汽车发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率. 解析:(1)汽车的行驶速度v=s/t=5.4×103m/(15×60s)=6m/s ;(2)汽车发动机牵引力做的功 W=FS=4000N ×5.4×103m=2.16×107J; (3) 汽车发动机牵引力的功率P=W/t=2.16×107J/(15×60s)= 2.4×104w. 例1图 例2图 例3图

功率控制

LTE功率控制 LTE功率控制的对象包括PUCCH,PUSCH,SRS,RA preamble, RA Msg3等。由于这些上行信号的数据速率和重要性各自不同,其具体功控方法和参数也不尽相同。PUSCH和SRS的功控基本相同。 1 标称功率(Nominal Power) eNB首先为该小区内的所有UE半静态设定一标称功率P0(对PUSCH和PUCCH有不同的标称功率,分别记为P0_PUSCH和P0_PUCCH ),该值通过系统消息SIB2(UplinkPowerControlCommon: p0-NominalPUSCH, p0-NominalPUCCH)广播给所有UE;P0_PUSCH的取值范围是(-126,24)dBm。 需要注意的是对于动态调度的上行传输和半持久调度的上行传输,P0_PUSCH的值也有所不同(SPS-ConfigUL: p0-NominalPUSCH-Persistent)。 另外RA Msg3的标称功率不受以上值限制,而是根据RA preamble初始发射功率(preambleInitialReceivedTargetPower)加上?Preamble_Msg3 (UplinkPowerControlCommon: deltaPreambleMsg3)。 每个UE还有UE specific的标称功率偏移(对PUSCH和PUCCH有不同的UE标称功率,分别记为P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH ),该值通过dedicated RRC信令(UplinkPowerControlDedicated: p0-UE-PUSCH, p0-UE-PUCCH)下发给UE。P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH的单位是dB,因此这个值可以看成是不同UE对于eNB范围标称功率P0_PUSCH和P0_PUCCH的一个偏移量。对于动态调度的上行传输和半持久调度的上行传输,P0_UE_PUSCH的值也有所不同。 最终UE所使用的标称功率是(eNB范围标称功率 + UE Specific偏移量)。 2 路损补偿 在标称功率基础上,UE还需要根据测量得到的路损数据自动进行功率补偿。UE 通过测量下行参考信号(RSRP)计算得到下行路损,乘以一个补偿系数α后作为上行路损补偿。系数α由eNB在系统消息中半静态设定(UplinkPowerControlCommon: alpha)。对于PUCCH和Msg 3,α总是为1。标称功率设定和路损补偿都属于半静态功率控制,UE的动态功率控制有基于MCS 的隐式功率调整和基于PDCCH的显示功率调整。 3 基于MCS的功率调整 根据Shannon公式,发射功率需要正比于传输数据速率。在LTE系统中,MCS决定了每个RB上行数据量的大小,因此调度信息中的MCS隐式地决定了功率调整需求。 根据公式可以得到功率调整量。 公式中的MPR即是由MCS决定的per RE的数据块大小; 公式中的KS一般情况下=1.25。 公式中的β是上行数据全为控制数据(如CQI)而无其他上行数据情况下的调整系数;如果有其他上行数据则为1。 基于MCS的功率调整仅针对PUSCH数据,对PUCCH和SRS不适用。 eNB可以对某UE关闭或开启基于MCS的功率调整,通过dedicated RRC信令(UplinkPowerControlDedicated: deltaMCS-Enabled)实现。

【CN110315527A】一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910140183.X (22)申请日 2019.02.26 (71)申请人 浙江树人学院(浙江树人大学) 地址 312028 浙江省绍兴市柯桥区杨汛桥 镇江夏路2016号 (72)发明人 吴凡  (74)专利代理机构 杭州永航联科专利代理有限 公司 33304 代理人 李铃 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方 法 (57)摘要 本发明涉及柔性机械臂技术领域,且公开了 一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法,所 述控制方法包括以下步骤:步骤1、建立柔性机械 臂的的动力学模型;步骤2、设计基于动态模式的 柔性机械臂的控制器;步骤3、对柔性机械臂的角 度运动进行控制:步骤3.1、对柔性机械臂的不定 性参数进行分析建模;步骤3.2、对柔性机械臂的 角度的位移和转动进行控制;步骤3.3、对柔性机 械臂各关节的角度位置矢量进行控制;步骤3.4、 对柔性机械臂的智能角度空间差进行集合控制 柔性机械臂的位姿。该自适应动态规划的柔性机 械臂控制方法,较好的提高了对柔性机械臂的控 制精度,操作简单方便,能够有效的缩短控制时 间, 提高了控制效率。权利要求书2页 说明书4页CN 110315527 A 2019.10.11 C N 110315527 A

1.一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤: 步骤1、建立柔性机械臂的的动力学模型; 步骤2、设计基于动态模式的柔性机械臂的控制器; 步骤3、对柔性机械臂的角度运动进行控制: 步骤3.1、对柔性机械臂的不定性参数进行分析建模; 步骤3.2、对柔性机械臂的角度的位移和转动进行控制; 步骤3.3、对柔性机械臂各关节的角度位置矢量进行控制; 步骤3.4、对柔性机械臂的智能角度空间差进行集合控制柔性机械臂的位姿; 步骤4、对柔性机械臂的关机角速度进行控制。 2.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法,其特征在于:所述柔性机械臂的动力学模型为:其中,q=[q r *q f ]T ,q r 表示m个关节角矢量,q f 表示n -m维弹性模态坐标矢量,M是对称正定的质量矩阵,C代表反对称的柯氏力和向心力矩阵,F是摩擦力矩矢量,u是m个关节的输入力矩矢量,用差商代替 导数可得到如下的差分方程: 3.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法,其特征在于:所述柔性机械臂控制器的最小二乘法:令p=q i +K α(r i -q i ),r i 是系统的参考输入矢量,K α为正的对角矩阵,用q代替q r+1可得到如下关系:B(q i )u=M(q i )(p -2q i +q i -1)/h 2,用解矛盾方程的最小二乘法求出u,u=(B T (q i )B(q i ))-1B T (q i )K βM(q i )(p -2q i +q i -1)/h 2,K β为正的对角矩阵。 4.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法,其特征在于:所述柔性机械臂的不定参数的分析建模方法如下:在建立的二维机械手臂模型中,排除摩擦力的影响,只对外部干扰与不定性参数进行研究分析建立模型,用公式表示为 : 其中,d j 为坐标系广义坐标,速度为广义速度,W d 为柔性机械臂 运动过程中的广义力,d为旋转角度,q表示连接杆距离。 5.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法,其特征在于:所述柔性机械臂的角度的位移和转动进行控制的具体方法如下:柔性机械臂在不同的环境下工作,关节的位移和转动都会引起能量变化,N表示动能,U表示势能,用公式表示为 : 将U 1与U 2代入柔性机械臂的动能与势能方程中可得: 排除干扰量的柔性机械臂的的运动能量变化转换控制完成。 6.根据权利要求1所述的一种自适应动态规划的柔性机械臂控制方法,其特征在于:柔 权 利 要 求 书1/2页2CN 110315527 A

机械臂控制

江西理工大学应用科学学院微机控制课程设计报告 设计题目:机械手控制(继电器+发光二极管) 设计者: 学号: 班级:电气工程及其自动化 指导老师: 完成时间:2012/7/6

摘要 随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率,满足现代经济发展的要求。机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。随着工业自动化发展的需要,机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计过程,文章中介绍了四自由度机械手的设计理论与方法。本设计以51 单片机为核心,利用继电器控制电机正转,反转和停止。本机械手的执行机构主要由四台电机组成,分别控制机械臂的X轴伸缩、Z 轴升降、底盘、腕回转功能。动作模式有两种:自动模式,手动模式。单片机驱动继电器,继电器动作由发光二极管指示(二极管代表各电机)。 【关键词】:四自由度机械手, 51 单片机,直流电机,继电器,发光二极管.

目录 摘要 (2) 目录 (3) 1 绪论 (1) 1.1 机械手概述 (1) 1.2 设计要求及设计内容 (3) 1.2 此次设计研究的主要内容应解决的问题 (3) 2 设计方案 (5) 2.1用户板抄板步骤及过程 (5) 2.1.1原理图绘制说明 (5) 2.2 户板检测步骤及过程 (7) 2.4 各部分电路介绍 (7) 2.4.1 51单片机系统板电路介绍 (7) 2.4.2 机械手控制电路介绍 (9) 2.4.3 主要器件介绍 (12) 3 系统程序设计 (14) 3.1、程序流程图 (14) 3.2、程序设计 (15) 3.3、电路总图 (19) 总结 (20) 致谢 (22) 参考文献 (23)

功功率机械效率计算题

机械效率计算题 一、上拉问题 1.用图所示装置提升重为900牛的物体A,加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升.求:(1)求此时滑轮组的机械效率;(2)若不计绳重和摩擦,求动滑轮的重;(3)若提升的重物改为1200牛,此时滑轮组的机械效率又为多少?(4)在(3)问中需要在绳自由端加多大的拉才能将物体匀速拉起? 2工人利用如所示的滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦。 (1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提起。 求该滑轮组此时的机械效率。 (2)若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m, 求拉力F在这一过程中所做的功。 3一个工人用如图11.8.4所示的滑轮组提起2000N的货物,所用的拉力是800N,绳子自由端被拉下4m,求(1)有用功,(2)总功,(3)机械效率 4滑轮组将重500N的物体,举高60cm的过程中,机械效率为80%,求(1)此过程中有用功和额外功,(2)若不计滑轮摩擦及拉线的质量,求动滑轮重,(3)当提升重物为400N时,求此时滑轮组的机械效率 5用某滑轮组测其机械效率时,所得的实验数据如下表所列: 求(1)有用功,(2)拉力做的总功,(3)该滑轮组的机械效率(4)画出滑轮组(要求滑轮个数最少)

6某建筑工地用如图9—6—11所示的滑轮组匀速提升重量为l 500N的货物,用600N的力向下拉绳,在30 s内将重物提升了10 m,则: (1)有用功W 1为多少?(2)拉力F做的总功W 2 为多少? (3)滑轮组的机械效率η为多少? (4)拉力F做功的功率P为多大? 7图中,物体G的重为16 N,手拉绳的力为10 N.当物体被匀速向上拉动提高h 时,动滑轮的机械效率为(不考虑摩擦).若想增大动滑轮的机械效率,可采 用的方法是·(答一种即可) 8如图9—6—20所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图.他做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m,不计绳重及摩擦.请你回答: (1)小明所用的拉力是多少N? (2)该滑轮组的机械效率是多少? (3)根据题目所提供的相关信息,还可以求出其它一些物理量.请从中任选两个并加以解答. 9如图9—6—21所示,某矿产工人用200 N 的水平拉力,抓紧绳子的一端,沿水平地面匀速向右运动,在10 s内将矿井里质量为32kg的物体提升4 m。根据题给条件,请你计算出与本题材有关的5个物理量,要求写出简要说明和结果。(g 取10 N / k g) 2.1如图9—21所示, 10(提高题)小马用如图9—6—22滑轮组抬高重5N的小车.若不考虑摩擦和绳重,请你计算下列问题: (1)若不计动滑轮重量,绳子自由端弹簧测力计的示数是多大? (2)若考虑动滑动重量,此时弹簧测力计的示数是2.5 N,则该机械效率是多大? (3)当动滑轮总重超过多少时,使用该滑动组提该小车不再省力? 11.某建筑工地为了搬运建材,采用的滑轮组示意图如图9所示。钢丝绳的拉力F由电动

功率控制

功率控制培训讲义 一、背景 控制无线路径上的发射功率的目的是在不需要最大发射功率,就能达到较好的传输质量的情况下,降低发射功率。这样做,既能保持传输质量高于给定门限,又能降低移动台和基站的平均广播功率,减少对其它通信的干扰。 功率控制分为上行功率控制和下行功率控制,上下行控制独立进行。上行功率控制移动台(MS),下行功率控制基站(BTS)。同一方向的连续两次控制之间的时间间隔由O&M设定。 功率控制包括移动台和基站的功率控制。 移动台功率控制的目的是调整MS的输出功率,使BTS获得稳定接收信号强度,以限制同信道用户的干扰,减少BTS多路耦合器的饱和度,降低移动台功耗;基站功率控制目的是调整BTS输出功率,使MS获得稳定接收信号强度,以限制同信道干扰,降低基站功耗。 基站动态功率控制目的是调整BTS输出功率,使MS获得稳定接收信号强度,以限制同信道干扰,降低基站功耗。基站动态功率控制仅使用稳态功率控制算法。 实现功率控制有两种算法——0508功率控制算法和华为动态功率控制算法(简称0508算法和动态功控算法)。 二、功率控制过程 1.移动台功率控制 移动台功率控制分为两个调整阶段——Stationary稳态调整和Initial初始调整。稳态调整是功率控制算法执行的常规方式,初始调整使用于呼叫接续最开始的时刻。当一个接续发生,MS以所在小区的名义功率输出,(名义功率即在收到功率调整命令之前,MS发射功率为所在小区BCCH信道上广播的系统消息中MS 最大发射功率MS_TXPWR_MAX_CCH。而如果MS不支持这一功率级别,则采用与之最接近的可支持的功率级别,如在建立指示消息中上报的MS类标Classmark所支持的最大输出功率级别)。但因为BTS可同时支持多个呼叫,必须在一个新的接续中尽快降低接收信号强度,否则该BTS支持的别的呼叫的质量会由于BTS 多路耦合器饱和而恶化,并且另外小区的呼叫质量也会由于强干扰而受到影响。

机械臂控制系统的设计

机械臂控制系统的设计 1 引言 近年来,随着制造业在我国的高速发展,工业机器人技术也得到了迅速的发展。根据负载的大小可以将机械臂分为大型、中型、小型三类。大型机械臂主要用于搬运、码垛、装配等负载较重的场合;中小型机械臂主要用于焊接、喷漆、检测等负载较小的场合。随着国外工业机器人技术的不断发展,尤其是一些中小型机器人,它们具有体积小、质量轻、精度高、控制可靠的特点,甚至研发出更为轻巧的控制箱,可以在工作区域随时移动,这样大大方便了工作人员的操作。在工业机器人的应用中最常见的是六自由度的机械臂。它是由6个独立的旋转关节串联形成的一种工业机器人,每个关节都有各自独立的控制系统。 2机械臂硬件系统设计 2.1 机械臂构型的选择 要使机器臂的抓持器能够以准确的位置和姿态移动到给定点,这就要求机器人具有一定数量的自由度。机器臂的自由度是设计的关键参数,其数目应该与所要完成的任务相匹配。为了使安装在双轮自平衡机器人上的机械臂能够具有完善的功能,能够完成复杂的任务,将其自由度数目定为6个,这样抓持器就可以达到空间中的任意位姿,并且不会出现冗余问题。在确定自由度后,就可以合理的布置各关节来分配这些自由度了。 由于计算数值解远比封闭解费时,数值解很难用于实时控制,这样,后3个关节就确定了末端执行器的姿态,而前3个关节确定腕关节原点的位置。采用这种方法设计的机械臂可以认为是由定位结构及其后面串联的定向结构或手腕组成的。这样设计出来的机器人都具有封闭解。另外,定位结构都采用简单结构连杆转角为0或90°的形式,连杆长度可以不同,但是连杆偏距都为0,这样的结构会使推倒逆解时计算简单。 定位机构是涉及形式主要有以下几种:SCARA型机械臂,直角坐标型机械臂,圆柱坐标型机械臂,极坐标型机械臂,关节坐标型机械臂等。 SCARA机械臂是平面关节型,不能满足本文对机械臂周边3维空间任意抓取的要求;直角坐标型机械臂投影面积较大,工作空间小;极坐标方式需要线性

功功率机械效率 单元测试

交道中学初二年级物理——功、功率、机械效率 1.计算功的公式是,功的单位是 2..有一辆重为500N的小车,某人用100N的水平力推着它走了10m。那么,人对小车做的功是,重力对小车做的功是。 3.一个搬运工,扛着重600N的箱子。他的肩对箱子的作用力大小是N,方向是向的。如果他沿水平地面走5m,他对箱子做的功为;如果他沿楼梯走到5m高的楼上,他对箱子做的功为。 4.功的原理可以概括为一句话,这就是。例如你使用的是省力机械,那就必然要费。 5. 在下列哪一种情况下力对物体是做了功的()。 A.用力推讲台,讲台没有动.B.人提水桶沿水平地面行走. : C.沿斜坡方向把物体拉上去.D.天花板上的电线吊着电灯. 6.某人用力把一个重10N的冰块水平抛出,冰块在水平的冰面上滑行40m远停下来。则冰块在滑行过程中() A.人对冰块做了400J的功.B.重力对冰块做了400J的功. C.人和重力都没有对冰块做功.D.以上说法都不对. 7.马拉着重I04N的车在水平公路上匀速前进,30min走了5.4km,车在前进过程中受的摩擦阻力是1000N。问: (1)马拉车前进的速度是多大 (2)马对车的水平拉力是多大马在这段时间内对车做了多少功 " 8.一列火车以20m/s的速度在平直轨道上匀速行驶,火车受到的阻力是9×104N。问:(l)火车头(也叫机车)的牵引力是多大 (2)1min内机车做了多少功 9.一个举重运动员,在内把一个质量为200kg的杠铃举高2m。取g=10N/kg。问:(1)运动员对杠铃做了多少功(2)运动员举杠铃时的功率是多大 10.用一个动滑轮把重为G=100N的物体提到h=9m的高处,人拉绳端的力F=60N问:(1)人做的总功是多少(2)人做的有用功是多少(3)人做的额外功是多少(4)动滑轮的机械效率是多大 【

初中物理功、功率、机械效率计算题复习

1.如图所示,工人用250N 的力F 将重为400N 的物体在10s 内匀速提升2m.求: (1)重物受到的拉力大小; (2)拉力F 的功率: (3)动滑轮的机械效率. 2.(咸宁)用如图甲所示的滑轮组提升物体M ,已知被提升的物体M 重为760N ,卷扬机加在绳子自由端的拉力F 将物体M 以0.5m/s 的速度匀速提升到10m 的高度,拉力做的功W 随时间t 的变化图象如图乙所示,不计钢丝绳的重、摩擦力大小,求: (1)滑轮组提升重物所做的有用功是多少? (2)滑轮组提升重物的机械效率是多少? (3)动滑轮的重力是多少? 3.(2016,呼和浩特模拟)某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56 km ,用时半小时,车的总质量为 3×103 kg ,受到的阻力为车重的110 ,g 取10N/kg.求: (1)该房车的行驶速度. (2)该房车牵引力所做的功. (3)已知这一过程消耗燃油1.5×10-2 m 3,则热机在这一过程中消耗的总能量是多少?(假设燃油完全燃烧, 燃油密度ρ为0.8×103 kg/m 3,燃油热值q 为4.5×107 J/kg). (4)若将该房车改装成纯电动汽车,则可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg 汽油排放2.2 kg 二氧化碳降为零.已知改装后的房车每行驶一百公里能耗为160 kW·h ,则该房车的效率为多大? 4.如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇.它的质量约为1.0×105 kg ,底面积约为500 m 2.求: (1)登陆艇受到的重力是多少?它漂浮在海面上时,受到的浮力是多少? (2)登陆艇静止在水平海滩上时,对海滩的压强是多少? (3)若登陆艇用3.0×105 N 的推进力,以20 m/s 的航速行驶10 min ,则登陆艇的功率是多少? 5.(呼和浩特)已知斜面倾角为30°,斜面高为2 m .小兵同学用绳子沿斜面将重为400 N 的木箱由斜面底端匀速拉到顶端.拉力大小为300 N ,绳重不计.求: (1)小兵对木箱做的有用功.

双关节机械臂自适应控制

第一部分:系统建模 一个带有未知负载的两关节平面机械臂结构如图1-1所示。第二个关节连同负载可视为一个整体,具有4个未知物理参数,分别为质量e m 、转动惯量e I 、质量中心距第二关节处的距离ce l ,质量中心与第2机械臂的夹角e δ。 机械臂的实际物理参数见表1-1。 第二部分:算法设计 J.E.Slotine 等提出了一种著名的机器人力臂自适应控制设计方法,该方法对后来机器人自适应控制的研究起了重要的作用。 2.1系统描述 双关节机械臂动力学方程可写为: τ=++)(),()(q G q q q C q q H (1.1) 其中q =[]T q q 21,][T 21τττ=。 2.2全局稳定的自适应控制器 设计控制律如下: q K q K q G q q q C q H D p d d ~~)(?),(??--++=τ (1.2)

其中p K 为对称正定距阵;D K 为正定距阵;H ?,C ?,G ?为H ,C ,G 的估计距阵。 考虑李雅普诺夫函数 )~~~~~)(~(2 1)(q K q a a q q H q t V p T T T +Γ+= (1.3) 其中a 是一个m 维的向量,包括未知的机械臂参数和负载的参数, a ?是a 的估计值;)()()(~t q t q t q d -=表示跟踪误差;a t a t a -=)(?)(~表示估计参数误差的向量。 对V 求导数,得 q K q a a q q H q q q H q t V p T T ~~~~~)(~2 1~)(~)(+Γ++= q K q a a q C C H q q H q G q q q C q p T T T d T ~~~~~])2(2 1[~))(),((~ +Γ++-+---=τ a a q K q G q q q C q H q T p d d ~~]~)(),([~Γ++---=τ 利用机器人的斜对称特性消去q C H q T ~)2(~2 1-项。将控制律式代入上式,得 a a q K q G q q q C q H q t V T D d d T ~~]~)(~),(~~[~)(Γ+-++= 其中)()(?)(~q H q H q H -=,),(),(?),(~ q q C q q C q q C -=,)()(?)(q G q G q G -= 根据机器人的线型特性,有 a Y q G q q q C q q H d d ~)(~),(~)(~=++ (1.4) 其中),,,(d d q q q q Y Y =是一个m n ?阶的距阵,则 ]~~[~~~)(q Y a a q K q t V T T D T +Γ+-= 通过采用自适应律,使0~~=+Γq Y a T ,即自适应律设计为 q q q q q Y a d d T ~),,,(?1-Γ-= 其中未知参数向量a 是常数向量,a a ~?=,则

功功率机械效率复习

功功率机械效率复习1?做功的两个必要因素: ⑴有力作用在物体上 ⑵物体在里的方向上通过段距离 2. 功的计算公式 W=FS 3. 功率的物理意义 表示做功快慢的物理量 4?功率的定义 单位时间内所做的功 5?功率的计算公式 P=FS/T=F*S/T=FV 6.机械效率 ㈠总功是有用功与额外功的总和 ㈡W总=W有用+W额外 ㈢n =W t /W总 7?滑轮组机械效率公式(忽略摩擦力与绳重) n二W有用/W总 二Gh/Fs 二G/Fn =G/Fn二G/(G+G 动滑轮)

=G/G 总

T F=1/n ?G 总 G为物重, h为物体上升的高度, F为拉力大小, s为绳子上升的高度, n是绳子绕数(与动滑轮相连的)。 或: n二W有用/W总 =Gh/G 总h 二Gh/(G+Go)h =G/(G+Go) G总为动滑轮与物体总重, Go为动滑轮重 8.斜面机械效率公式 n二W有用/W总二Gh/FI G为物重,h为斜面竖直高度,F为拉力大小,I (Iong )为斜面长度。 9?功练习题 1?重为1000N的小车,在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m,小车所受的阻力为车重

的0.3倍,则拉力对小车做的功为_______ J;小车重力做的功为 _____ J. 2. 在生产和生活中,经常见到这样的情形,用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢,修盘山公路 使汽车驶上高耸的山峰等。从物理学的角度分析,它们的物理模型属于同一种简单机械, 即 ______ ,这种简单机械的优点是______ 。 3. 某商场扶梯的高度是5m,扶梯长是7m,小明体重为600N。 扶梯把小明从三楼送上四楼 的过程中对小明做功 ______ J。 4. 如图所示,物体A 通过滑轮在水平拉力F 的作用下沿水平面以 1m/s的速度做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为4N,若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮与绳间摩擦,那么物 体A与水平面的摩擦力大小为___________ N。拉力F在10S内做的功为_______ J。 5. 水平面上有A、B两个物体,用水平推力F1使物体A前进10m 做功W焦耳,用水平拉力F2使物体B前进15m做功2W焦耳,则F1 与F2 的大小之比F1:F2 ____________ 。 6. 根据右图所示情景,请你提出一个与物理知识有关的问题,并 作简答. 问题:

《功、功率和机械效率》专题复习课教案

《功、功率和机械效率》专题复习课教案 「、复习课教学目标: 1、通过知识要点复习和习题练习,理解功(有用功、总功、额外功)、功率和机械效率的概念。 2、理解公式W=FS、P=W/t=Fv和n =爲有}=段=岸,并会运用它们;学会用其它知识(如 P=UI、W=mgh= p gvh、力的分析等)与本部分知识结合的综合解题能力。 3、熟悉这些年这部分知识的升学试题的特点,了解出题方向,掌握基本的解题思路,提高应试能力。 4、锻炼克服困难的能力和意志,磨练出解题意志和心理承受能力。 【、复习知识要点: 1、功: (1)做功的两个必要条件:物体受到力的作用,物体在力的方向上移动了距离。 (2)做功的实质:使物体的动能、势能或内能发生了变化。 (3)功的公式:W=FS 公式中的单位要求:此略 (4)对功的适应性练习(以下内容在复习时插入讲课中,不需要停下课操作): A、判断是否做功问题: a、用50N的拉力拉物体,物体不动。答:_________ 。 b、正在光滑的水平冰面上自个做匀速滑行的冰块。答:_________ 。 c、小明满头大汗地举着杠铃,一动也不动。答:_____________ 。 d、搬起一块石头。答:_______________ 。 e、用水平方向的力把桌子推动了。答:_____________ 。 B、判断做功的力问题: a、重为50N的物体在15N的水平拉力作用下,匀速水平运动。 b、足球在球场上快速运动,最后停了下来。 c、重为20N的物体在15N的竖直向上的拉力作用下,下降了2米,落回地面。 C、简单计算题: a、物体甲重为20N,在15N的水平推力作用下,匀速前进了2米。推力做的功为 J;重力做的功为___________ J。 b、物体甲、乙的质量之比为2:3,在分别受到30N和50N的拉力作用下,均沿着水平 地面匀速运动,所前进的距离之比是5: 3,则拉力对它们做的功的是—。 (5)功的原理:适用任何机械都不省功(但可以省力) 。 2、机械效率 (1)有用功:对我们是有用的,是我们所需要的功。用W有用表示。 (2)额外功:在对物体做功时,由于摩擦等原因额外增加的功,是不得不做的功。 符号:W额外。 (3)总功:W总=W有用+ W额外 (4)机械效率:n = W W有^ 机械效率总是小于1的原因:略 总 (5)斜面的效率:n =腎

功率控制

开环功控的目的是提供初始发射功率的粗略估计。它是根据测量结果对路径损耗和干扰水平进行估计,从而计算初始发射功率的过程。比如: 上行链路的开环功控的目的是调整物理随机接入信道的发射功率。UE在发射随机接入之前,总要长时间的测量CPICH的接收功率,以去掉多径衰落的影响。 根据系统消息中的导频功率、RTWP和下行导频实际接受功率来计算Preamble的功率 Preamble逐步抬升功率,直到被网络受到并回复 然后手机对最后一次Preamble功率进行一定修正以后在PRACH上发送RRC Connect Reque st网络收到RRC Conne ct Request消息后根据FA CH功率发送RRC Connect Setup 在该消息中SRNC为通知UE上行链路初始使用PCP(Power Control Preamble) 闭环功率控制的目标是使接收信号的SIR达到预先设定的门限值。在WCDMA中,上行链路和下行链路的闭环功率控制都是 由接收方NODEB 或UE 通过RAKE接收机产生的信号估计DPCH的功率,同时估计当前频段的干扰,产生 SIR估计值,与预先设置的门限相比较。如果估计值大于门限就发出TPC命令“1”(升高功率);如果小于门限就发出TPC命令“0”(降低功率)。接收到TPC命令的一方根据一定的算法决定发射功率的升高或降低。 外环功率控制目的是动态地调整内环功率控制的门限。因为WCDMA系统的内环功率控制是使发射信号的功率到达接收端时保持一定的信干比。然而,在不同的多径环境下,即使平均信干比保持在一定的门限之上,也不一定能满足通信质量的要求(BER或FER或BLER)。因此需要一个外环功率控制机制来动态地调整内环功率控制的门限,使通信质量始终满足要求。RNC或UE的高层通过对信号误码率(BER)或误块率(BLER)的估算,调整快速功率控制中的目标信噪比(SIR tar get),以达到功控的目的。由于这种功控是通过高层参与完成的,所以叫做外环功控。当收到的信号质量变差,即误码率或者误块率上升时,高层就会提高目标信噪比(SIR target)来提高接收信号的质量。常规外环功率控制算法采用与内环功率控制相近似的方式 上行内环功率控制频率为1500次/秒。物理专用控制信道DPCCH采用的无线帧长度为10ms,每帧有15个时隙,每个时隙都有功率控制比特,这样每10ms会对发射功率调整一次,每秒的调整次数为:15次/(10ms/1s)=1500次/秒 外环功控由RNC对基站发送Sir target作为内环功控的参照目标,SIR tar get的改变取决于CRC校验以及Bler tar get(外环功控的参照目标)所以外环工控的最高频率是1/TTI,TTI为10ms时是100。

机械臂建模与控制

一、柔性机械臂协调操作柔性负载 1. 建模方法 1) 假设模态法 假设模态法是利用有限个已知模态函数来确定系数的运动规律。连续系统的解可写作全部模态函数的线性组合,若取前n 个有限项作为近似解,则有 ()()1(,)n i i i y x t x q t φ==∑ 其中(),1,2,,i q t i n = 为广义坐标,(),1,2,i x i n φ= 应该为系统的实际模态函数,但计算时常近似地代以假设模态,也就是满足部分或者全部边界条件,但不一定满足动力学方程的试函数族。 采用以广义坐标表示的功和能来描述系统的动态性能,所有不做功的力和约束力在这种方法中均不出现,因此最后得到的方程是封闭形式的表达式,提供了关节力矩和关节运动之间的明显解析关系。同时,柔性机械臂由于连杆柔性会在工作过程中产生扭曲变形、轴向变形、和剪切变形,但考虑到机器人连杆的长度总比其截面线径大的多,运行过程中所产生的轴向变形和剪切变形相对于扭曲变形而言非常小。因而在系统的动力学建模过程中通常可以忽略轴向变形和剪切变形的影响,将每个柔性连杆简化为Euler 一Bemuolii 梁来处理。此时,在拉格朗日方程的基础上,采用假设模态法来描述弹性连杆的变形,该方法具有计算量相对少,方法简单,具有系统性和效率高的特点。即将弹性连杆的高阶模态忽略不计,可以得到离散化的维数较低的动力学方程,进而有利于系统的动力学分析和控制器设计。 2) 有限元法 有限元法是一种以计算机辅助分析为手段的,全新的结构分析方法。在利用有限元法进行建模的过程中,柔性物体被离散化为若干个弹性体单元,而这些弹性体单元在边界点(结点)处相互连接,从而组成整个柔性物体,各个弹性体单元的分布质量可以按照一定的格式集中到各自的结点上。对于每一个弹性体单元,其在物体坐标系内的挠度和转角,可以用结点位移的插值函数来表示,而插值函数实质上就是一种假定振型,这样,整个柔性物体的振动状态就可以用这些节点位移来表示,这里的节点位移并不是对整个结构或某个子结构所取的假定振型,而是具备简单物理意义的参数。 利用有限元法进行数学建模,所得到的数学模型的广义坐标不但维数有限,而且物理意义明确,这就使得获取某些参数不必经过复杂的数值运算而可以直接通过测量得到。从弹性体单元的选择到整个柔性物体运动方程的建立都有统一的方法,这就使得有限元法的相关数值运算可以利用计算机来完成。利用有限元法建立起来的柔性物体模型设计控制器时,不必考虑很多近似因素,可以更加准确的设计控制器。 3) 分布参数法 柔性机械臂分布参数模型的建立,主要利用哈密顿原理,由此得到的是一组复杂的高度非线性的常微分-偏微分耦合方程组,而考虑到在小的挠曲变形的假设下,可以得到一个相对简单的分布参数模型。 哈密顿原理是柔性臂系统分布参数模型动力学建模的理论基础,由哈密顿原理建模的步骤大致是:建立系统的动能、势能和虚功表达式;对系统的变分积分方程进行必要的推导和整理。该方法以能量方式建模,可以避免方程中出现内力项,适用于比较简单的柔性体动力学方程。而对于复杂的结构,函数的变分运算将变得非常繁琐。但是变分原理又有其特点,由于它是将系统真实运动应满足的条件表示为某个函数或泛函的极值条件,并利用此条件确

功、功率、机械效率典型例题

功典型例题: 地面的摩擦力为5N ,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间 的摩擦,拉力F 做的功为( ) A . 50J B . 25J C . 100J D . 200J 【例6】A 、B 两物体在相等水平外力作用之下做匀速直线运动, 如果B 的质量是A 的2倍, A 所受的外力是 B 的3倍,A 运动速度是B 的4倍,那么在相同的时间内,外力 对A 、B 两物体做功之比应是( ) A. 6: 1 B . 8: 1 C . 12: 1 D . 24: 1 【例7】 如图所示,用大小不变的力 F 把重1000N 的物体由图中 A 处沿水平面 AB 和长 10m 、高3m 的光滑斜面BC 匀速推至斜面顶端 C ,推力共做功4500J ,那么物体 【例8】 如图所示,一个重8N 的物体A 斜放在长2m 、高1m 的斜面上,用细绳跨过定滑轮 与重5N 的物体B 连起来.在B 的作用下,A 由斜面底端被匀速拉上顶端. 求:(1) 绳对A 的拉力大小.(2) A 所受的摩擦力大小.(3)拉力对A 做了多少功. 机械效率典型例题 经典练习: 1下列说法中正确的是 () (A )功率大的机械,机械效率一定高 【例1】 【例2】 【例3】 如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为 220N 的泥桶,动滑轮重为 20N , 不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重?若工人在 5s 内将绳子匀速向上拉 6m . 求:(1)泥桶上升的高度;(2)拉力做的功. 如图所示,水平地面上的物体在水平恒定拉力 F 的作用下,沿ABC 方向 做直线运动,已知 AB =BC .设AB 段是光滑的,拉力F 做功为 W 1 ; BC 段是粗糙的,拉力做功为 W 2,则W 和W 2的关系是( ) A . W 1 W 2 B . W W 2 C . 一个滑块质量2千克,在光滑斜面上由 知AB =40厘米,斜面对物体支持力是 程中,重力做功 _______ 焦,支持力做功 W i W 2 D .不能确 A 滑到 B ,如图所示.已 17 牛,在从A 到B 的过 【例5】 如图所示,在水平拉力 F 作用下,使重40N 的物体A 匀速移动 厂 ' $ 从B 被推到斜面顶端 C 时,推力做多少功 摩擦力为多大?水平面AB 长多少? ?物体在水平面上所受 (B )机械效率高的机械一定省力 5m ,物体A 受到

功、功率和机械效率

功、功率和机械效率 功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现,在中考试题中出现率极高,即使学习中的重点内容,又是学习中的难点,属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上,通过多做些练习,方能达到熟能生巧。 考点一:力学中做功的条件 例1、(★)(北京大纲卷)如图所示的四种情景中,人对物体做功的是() 解析:做功有两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B、D三种情景,虽然人均对物体施加了力,但物体均没有移动,所以A、B、D两图的人都没有对物体做功。C图中的小丽在竖直方向上施加了力,并使箱子在竖直方向上移动了一段距离,所以小丽对箱子做了机械功。 跟踪巧练:1、下列关于力做功的说法,正确的是() (A) 汽车在水平公路上匀速行驶,汽车所受重力对汽车有做功 (B) 人提着箱子站在地面不动,手的拉力对箱子没有做功 (C) 过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功 (D) 人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功 2、如图所示描述的力,有对物体做功的是() 熊猫用力举着杠铃不动用力拉绳匀速提升重物用力搬石头没搬动用力提着水桶沿 水平方向移动 A B C D 考点二:功和功率的概念及有关计算 例2、如图所示,在粗糙程度相同的表面上,用大小相等的拉力F,沿不同的方向拉物体运动相同的路程s,则下列关于拉力做功的判断中正确的是() (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 解析:三种情况下拉力做的功就只需比较拉力的大小和沿拉力方向移动距离的长短,不要受干扰条件平面或斜面及向上或向下运动的影响。本题中这两个因素都相同,所以做功一样多。 例3、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路 匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km的山项时,耗时15min, 汽车发动机牵引力为4000N.求,(1)汽车的行驶速度;(2)汽车 发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率. 例1图

认知网络中快速自适应功率控制算法

2010年4月 第37卷第2期 西安电子科技大学学报(自然科学版) JOURNAL0FXIDIANUNIVERSITY Apr.2010 V01.37No.2 doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2010.02.002 认知网络中快速自适应功率控制算法 李建东,薛富国,杨春刚,李维英,石华 (西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西西安710071) 摘要:采用sigmoid函数设计了一种自适应效用函数,该函数仅与认知用户的信干噪比门限和当前获得 的信干噪比相关,因此可以通过自适应改变信干噪比门限实现认知用户的机会频谱接入,并快速满足其 服务质量要求.同时,兼顾用户公平性重新设计代价函数来改善纳什均衡功率解的帕粟托有效性.在此 基础上基于非合作博弈论提出一种功率控制模型,经证明该模型符合超模博弈,从理论上保证了纳什均 衡解的存在性和惟一性.并提出一种自适应功率控制算法,仿真结果表明该算法可以保证约10次迭代 收敛,与参考算法相比节省约8%的功耗,在获得的效用上有近15%改善. 关键词:自适应效用函数;认知无线电;非合作博弈功率控制;纳什均衡 中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:1001-2400(2010)02一0186一06 Fastadaptivepowercontrolapproachfor cognitiveradionetworks LIJian—dong,XUEFu—guo,YANGChun—gang,LIWei—ying,SHIHua (StateKeyLab.ofIntegratedServiceNetworks,XidianUniv.,Xi’an710071,China)Abstract:Anadaptiveutilityfunctionbasedonthesigmoidfunctionisproposed,whichisrelatedtothe signal-to-interferenceplusnoise(SINR)thresholdandtheobtainedSINR,SOthatitwillhelpto implementtheopportunisticspectrumaccessbyadaptivelyadjustingtheSINRthreshold.anditwill satisfytheQoSrequirementofmultiplesecondaryusers(SUs)fast.Meanwhile,consideringthefairness amongSUs,werebuiltthepricingfunctiontoimprovethe ParetooptimalityoftheNashequilibriumsolution(NES).Basedonallthis。apowercontrolmodelisinvestigatedfromtheperspectiveofthenon- cooperativegametheory.Themodelisprovedtobethesuper-modulargame,anditcanguaranteethe existenceanduniquenessoftheNES.Simulationresultsshowthattheproposedpowercontrolalgorithm canlcadtoconverfenceafter10iterations。andthatcomparedtothereferencedalgorithmitcansave 10%powerconsumptionandachievemostly15%improvementonthefinalutility. KeyWords:adaptiveutilityfunction;cognitiveradio;non-cooperativegamepowercontrol; Nashequilibrium 认知无线电技术可以有效提高频谱效率,它通过允许认知用户动态择机的接入频谱空洞,实现某时某地频段的二次利用.但是认知用户的接入必然导致对主要用户的干扰,同时多个认知用户之间也将不可避免地存在互扰,因此有效的功率控制十分必要,它既可以减少用户之间干扰,又可以改善系统性能,例如提高系统容量和延长电池使用寿命等‘11.在这样的场景下,功率控制是一个交互错综复杂的问题.博弈论是一种适合收稿日期:2008。12-04 基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(60725105);国家973计划课题资助项目(2009CB320404),国家自然科学基金资助项目(60572146);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20050701007);高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助项目; 教育部科学技术研究重点项目资助项目(107103);高等学校创新引智计划资助项目(1308038)I。863”计划资助项目 (2007AA012288) 作者简介:李建东(1962-),男,教授,博士,E-mail:jdli@mail.xidian.edu.on. 万方数据

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