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多自由度机械臂关节运动控制研究
被引量:
7
1
作者
李美强
马庆禄
+1 位作者
闫浩
余腾伟
《机械强度》
北大核心
2025年第2期147-158,共12页
机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题。以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计...
机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题。以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计算模型。针对机械臂在空间运动中关节卡顿产生的抖动现象,采用三次样条插值算法进行优化。在笛卡儿空间规划中采用直线插补法减少末端执行器运动距离,通过Matlab仿真得出具体规划点,满足设计要求。最后,利用SolidWorks建立机械臂的三维模型并生成统一机器人描述格式(Unified Robot Description Format,URDF)模型,使用MoveIt进行实际机械臂在关节空间和笛卡儿空间的轨迹规划,通过RViz展示运动过程。试验结果表明,加入三次样条插值算法后,机械臂关节电动机能够保持稳定的运转,相对于无三次样条插值算法,关节轨迹曲率分别降低了15.4%、35.6%、21.3%、26.8%、18.98%和45.7%,有效解决了关节运动过程中的抖振问题,实现了机械臂平稳运动。
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关键词
六自由度机械臂
正逆运动学
三次样条插值
运动控制
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职称材料
3自由度气动串联机械手的关节控制
被引量:
10
2
作者
毛新涛
包钢
+1 位作者
杨庆俊
王祖温
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第12期254-260,共7页
3自由度气动机械手属关节串联式机器人,机械手在运动过程中,转动惯量、重力矩及关节间的耦合力矩等参数都会发生较大变化,影响了机械手末端的运动精度。针对这些问题,利用拉格朗日方程对机械手3关节进行动力学分析,得到多关节联动时单...
3自由度气动机械手属关节串联式机器人,机械手在运动过程中,转动惯量、重力矩及关节间的耦合力矩等参数都会发生较大变化,影响了机械手末端的运动精度。针对这些问题,利用拉格朗日方程对机械手3关节进行动力学分析,得到多关节联动时单关节力矩方程。以腰部关节为例,通过对关节动力机构的数学模型线性化处理,采用状态反馈极点配置方法进行控制器设计,试验表明具有一定鲁棒性,但存在一定静态误差。分析产生误差的原因主要是干扰力矩的影响,根据单关节规划路径通过动力学模型得到补偿力矩,利用输入前馈对关节实施动态补偿。试验验证了方法的有效性,从结果可以看出,该组合控制策略抑制了扰动,提高了轨迹跟踪精度。
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关键词
动力学模型
线性化
极点配置
前馈补偿
轨迹跟踪
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职称材料
三自由度气动串联机械手空间路径规划及轨迹控制研究
被引量:
4
3
作者
毛新涛
包钢
+1 位作者
杨庆俊
李军
《机床与液压》
北大核心
2008年第4期61-63,共3页
对三自由度气动串联机械手的路径规划和轨迹控制等方面进行研究。在笛卡尔空间内,通过对起始点、途经点和终止点的运动学逆运算,得到相应的一组关节角度,进而对每个关节的角度进行多项式插值得到一个平滑函数来描述运动轨迹。通过对给...
对三自由度气动串联机械手的路径规划和轨迹控制等方面进行研究。在笛卡尔空间内,通过对起始点、途经点和终止点的运动学逆运算,得到相应的一组关节角度,进而对每个关节的角度进行多项式插值得到一个平滑函数来描述运动轨迹。通过对给定轨迹的跟踪实验,确定了规划方法及控制方案的有效性。
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关键词
气动机械手
关节空间
路径规划
轨迹控制
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职称材料
基于LabVIEW实时模块的3自由度气动机械手控制系统的研究
4
作者
毛新涛
王燕波
+2 位作者
杨庆俊
许剑
包钢
《液压气动与密封》
2008年第4期54-57,共4页
本文介绍了LabVIEW实时系统以及使用设计方法。根据3自由度气动机械手的组成及工作原理构造了基于LabVIEW的实时控制系统并进行了单关节控制及空间轨迹跟踪方面的实验研究。实验结果证明控制系统能够满足设计需要,并具有灵活的扩展性。
关键词
气动机械手
LABVIEW
实时控制
轨迹跟踪
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职称材料
基于RTX实时控制的汽车同步器自动换档装置的研究
5
作者
高欣
《液压与气动》
北大核心
2008年第6期16-18,共3页
该文介绍了汽车同步器气动自动换档装置的工作原理和组成结构。在RTX实时环境下利用LabWindows/CVI开发了该系统的控制程序。根据系统特点采用单神经元自适应控制策略。实验结果证明控制系统能够满足设计需要,并具有灵活的扩展性。
关键词
气动伺服
BTX
实时控制
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职称材料
工业锅炉用智能气动阀门定位控制器的研究
被引量:
3
6
作者
王素凤
高欣
《机床与液压》
北大核心
2010年第2期80-82,共3页
根据工业锅炉的实际情况,选择开关阀作为阀门定位器的控制元件,并选择基于PID的PWM作为系统的控制策略。介绍了阀门空位系统的构成,通过对控制器软硬件的设计,开发了智能气动阀门定位器专用控制器,通过实验验证了该系统的定位精度、鲁...
根据工业锅炉的实际情况,选择开关阀作为阀门定位器的控制元件,并选择基于PID的PWM作为系统的控制策略。介绍了阀门空位系统的构成,通过对控制器软硬件的设计,开发了智能气动阀门定位器专用控制器,通过实验验证了该系统的定位精度、鲁棒性以及稳定性,结果表明该控制器完全达到设计要求。
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关键词
开关阀
PWM
定位精度
单片机
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职称材料
六自由度机械臂建模与MATLAB仿真
被引量:
8
7
作者
赵仁豪
李亮
《宝鸡文理学院学报(自然科学版)》
CAS
2019年第3期69-74,共6页
目的依据预设的机器人末端运动轨迹,研究机器人各关节的运行轨迹。方法利用仿真软件对机器人末端轨迹进行仿真实验。以六自由度机器人为研究对象,采用标准D-H参数法建立机器人各连杆坐标系及计算运动学方程,利用MATLAB/Robotic Toolbox...
目的依据预设的机器人末端运动轨迹,研究机器人各关节的运行轨迹。方法利用仿真软件对机器人末端轨迹进行仿真实验。以六自由度机器人为研究对象,采用标准D-H参数法建立机器人各连杆坐标系及计算运动学方程,利用MATLAB/Robotic Toolbox工具箱建立机器人的运动学模型,在运动学模型的基础上对机器人工作空间以及轨迹规划进行仿真。仿真结果为连续平稳的末端轨迹曲线和关节角位移、角速度、角加速度的变化曲线。结果得到了连续平稳的末端轨迹曲线和关节角位移、角速度、角加速度的变化曲线等仿真结果,轨迹仿真结果表明机器人各关节运动平稳性较好。结论轨迹仿真可以避免试验中对机械臂所产生的损坏,为后续实验研究工作的开展提供支持。
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关键词
机械臂
D-H参数
工作空间
轨迹规划
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职称材料
基于改进深度学习的海量多媒体图像信息快速检索研究
被引量:
4
8
作者
高小芳
《河北北方学院学报(自然科学版)》
2022年第3期20-25,共6页
目的为了更为快速、准确地完成图像检索,提出一种基于改进深度学习的海量多媒体图像信息快速检索方法。方法首先对多媒体图像进行预处理,包括混合滤波去噪和直方图均衡化,以此提升图像质量,然后对深度学习中的卷积神经网络进行改进,增...
目的为了更为快速、准确地完成图像检索,提出一种基于改进深度学习的海量多媒体图像信息快速检索方法。方法首先对多媒体图像进行预处理,包括混合滤波去噪和直方图均衡化,以此提升图像质量,然后对深度学习中的卷积神经网络进行改进,增加图像特征融合层,避免图像细节特征丢失,最后通过度量图像特征之间的相似度来完成图像信息检索。结果实验结果表明,与传统方法相比,上述方法的图像检索平均精度均值更高、平均运行时间更短。结论证明所研究方法能在更短的时间内完成更为准确的检索,检索性能较好。
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关键词
深度学习
改进卷积神经网络
多媒体图像
特征提取
检索方法
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职称材料
基于关节转角偏差对机器人末端位置精度的研究
9
作者
丁超
赵仁豪
+1 位作者
李亮
秦少军
《微纳电子与智能制造》
2020年第3期30-35,共6页
基于RBF神经网络算法,在不改变机器人控制器参数的情况下,提出了一种通过减小单关节转角偏差,提高机器人绝对定位精度的方法。首先,建立机器人D-H运动学模型,并分析机器人末端位置误差和关节转角偏差的计算方法。其次,采用基于RBF神经...
基于RBF神经网络算法,在不改变机器人控制器参数的情况下,提出了一种通过减小单关节转角偏差,提高机器人绝对定位精度的方法。首先,建立机器人D-H运动学模型,并分析机器人末端位置误差和关节转角偏差的计算方法。其次,采用基于RBF神经网络算法对机器人关节转角偏差进行训练,得到关节转角偏差的预测值接近于实测值,最后将预测转角偏差补偿到理论关节转角,机器人末端的位置误差有一定的改善,证明文中的方法可以有效改善机器人的绝对定位精度。
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关键词
机器人
绝对定位精度
关节转角
RBF神经网络
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职称材料
二位三通阀逻辑控制器在机械手设计中的应用
10
作者
张远志
范志雄
《湖北汽车》
2001年第1期48-50,共3页
介绍了由二位三通方向阀组成的逻辑程序控制器原理及集成方法,并论述其在流体三维直接循环自动机(机械手)控制设计中的应用及其优点。
关键词
二位三通阀
逻辑控制器
机械手
设计
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职称材料
题名
多自由度机械臂关节运动控制研究
被引量:
7
1
作者
李美强
马庆禄
闫浩
余腾伟
机构
重庆交通大学交通运输学院
重庆交通大学机电与车辆工程学院
出处
《机械强度》
北大核心
2025年第2期147-158,共12页
基金
交通工程应用机器人重庆市工程实验室2022年度开放课题(CELTEAR-KFKT-202301)
国家自然科学基金项目(52072054)
重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(cstc2021jscx-cylh0026)。
文摘
机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题。以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计算模型。针对机械臂在空间运动中关节卡顿产生的抖动现象,采用三次样条插值算法进行优化。在笛卡儿空间规划中采用直线插补法减少末端执行器运动距离,通过Matlab仿真得出具体规划点,满足设计要求。最后,利用SolidWorks建立机械臂的三维模型并生成统一机器人描述格式(Unified Robot Description Format,URDF)模型,使用MoveIt进行实际机械臂在关节空间和笛卡儿空间的轨迹规划,通过RViz展示运动过程。试验结果表明,加入三次样条插值算法后,机械臂关节电动机能够保持稳定的运转,相对于无三次样条插值算法,关节轨迹曲率分别降低了15.4%、35.6%、21.3%、26.8%、18.98%和45.7%,有效解决了关节运动过程中的抖振问题,实现了机械臂平稳运动。
关键词
六自由度机械臂
正逆运动学
三次样条插值
运动控制
Keywords
Six-degree-of-freedom manipulator
Forward and inverse kinematics
Cubic spline interpolation
Motion control
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
3自由度气动串联机械手的关节控制
被引量:
10
2
作者
毛新涛
包钢
杨庆俊
王祖温
机构
哈尔滨工业大学SMC气动技术中心
大连海事大学机电与材料工程学院
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第12期254-260,共7页
基金
哈尔滨工业大学211学科建设基金资助项目(CAAZ92102001)
文摘
3自由度气动机械手属关节串联式机器人,机械手在运动过程中,转动惯量、重力矩及关节间的耦合力矩等参数都会发生较大变化,影响了机械手末端的运动精度。针对这些问题,利用拉格朗日方程对机械手3关节进行动力学分析,得到多关节联动时单关节力矩方程。以腰部关节为例,通过对关节动力机构的数学模型线性化处理,采用状态反馈极点配置方法进行控制器设计,试验表明具有一定鲁棒性,但存在一定静态误差。分析产生误差的原因主要是干扰力矩的影响,根据单关节规划路径通过动力学模型得到补偿力矩,利用输入前馈对关节实施动态补偿。试验验证了方法的有效性,从结果可以看出,该组合控制策略抑制了扰动,提高了轨迹跟踪精度。
关键词
动力学模型
线性化
极点配置
前馈补偿
轨迹跟踪
Keywords
Dynamics model Linearization Pole assignment Feed forward compensation Trajectory tracking
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
三自由度气动串联机械手空间路径规划及轨迹控制研究
被引量:
4
3
作者
毛新涛
包钢
杨庆俊
李军
机构
哈尔滨工业大学气动技术中心
出处
《机床与液压》
北大核心
2008年第4期61-63,共3页
文摘
对三自由度气动串联机械手的路径规划和轨迹控制等方面进行研究。在笛卡尔空间内,通过对起始点、途经点和终止点的运动学逆运算,得到相应的一组关节角度,进而对每个关节的角度进行多项式插值得到一个平滑函数来描述运动轨迹。通过对给定轨迹的跟踪实验,确定了规划方法及控制方案的有效性。
关键词
气动机械手
关节空间
路径规划
轨迹控制
Keywords
Pneumatic robot
Articulated space
Plan planning
Track control
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于LabVIEW实时模块的3自由度气动机械手控制系统的研究
4
作者
毛新涛
王燕波
杨庆俊
许剑
包钢
机构
哈尔滨工业大学气动技术中心
出处
《液压气动与密封》
2008年第4期54-57,共4页
文摘
本文介绍了LabVIEW实时系统以及使用设计方法。根据3自由度气动机械手的组成及工作原理构造了基于LabVIEW的实时控制系统并进行了单关节控制及空间轨迹跟踪方面的实验研究。实验结果证明控制系统能够满足设计需要,并具有灵活的扩展性。
关键词
气动机械手
LABVIEW
实时控制
轨迹跟踪
Keywords
pneumatically robotic manipulator
LabVIEW
real-time control system
trajectory tracking
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于RTX实时控制的汽车同步器自动换档装置的研究
5
作者
高欣
机构
河北科技大学唐山分院机电系
出处
《液压与气动》
北大核心
2008年第6期16-18,共3页
文摘
该文介绍了汽车同步器气动自动换档装置的工作原理和组成结构。在RTX实时环境下利用LabWindows/CVI开发了该系统的控制程序。根据系统特点采用单神经元自适应控制策略。实验结果证明控制系统能够满足设计需要,并具有灵活的扩展性。
关键词
气动伺服
BTX
实时控制
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
工业锅炉用智能气动阀门定位控制器的研究
被引量:
3
6
作者
王素凤
高欣
机构
河北科技大学唐山分院机电系
出处
《机床与液压》
北大核心
2010年第2期80-82,共3页
文摘
根据工业锅炉的实际情况,选择开关阀作为阀门定位器的控制元件,并选择基于PID的PWM作为系统的控制策略。介绍了阀门空位系统的构成,通过对控制器软硬件的设计,开发了智能气动阀门定位器专用控制器,通过实验验证了该系统的定位精度、鲁棒性以及稳定性,结果表明该控制器完全达到设计要求。
关键词
开关阀
PWM
定位精度
单片机
Keywords
Switch valve
PWM
Position precision
MCU
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
六自由度机械臂建模与MATLAB仿真
被引量:
8
7
作者
赵仁豪
李亮
机构
宝鸡文理学院机械工程学院宝鸡市机器人试验检测工程技术研究中心
出处
《宝鸡文理学院学报(自然科学版)》
CAS
2019年第3期69-74,共6页
基金
宝鸡文理学院研究生创新科研项目(YJSCX18YB37)
文摘
目的依据预设的机器人末端运动轨迹,研究机器人各关节的运行轨迹。方法利用仿真软件对机器人末端轨迹进行仿真实验。以六自由度机器人为研究对象,采用标准D-H参数法建立机器人各连杆坐标系及计算运动学方程,利用MATLAB/Robotic Toolbox工具箱建立机器人的运动学模型,在运动学模型的基础上对机器人工作空间以及轨迹规划进行仿真。仿真结果为连续平稳的末端轨迹曲线和关节角位移、角速度、角加速度的变化曲线。结果得到了连续平稳的末端轨迹曲线和关节角位移、角速度、角加速度的变化曲线等仿真结果,轨迹仿真结果表明机器人各关节运动平稳性较好。结论轨迹仿真可以避免试验中对机械臂所产生的损坏,为后续实验研究工作的开展提供支持。
关键词
机械臂
D-H参数
工作空间
轨迹规划
Keywords
robotic arm
D-H parameter
workspace
trajectory planning
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于改进深度学习的海量多媒体图像信息快速检索研究
被引量:
4
8
作者
高小芳
机构
泉州信息工程学院
出处
《河北北方学院学报(自然科学版)》
2022年第3期20-25,共6页
基金
福建省教育厅中青年教师教育科研资助项目:“基于“SPOC+项目竞赛”模式的在线教学平台”(JAT200800)。
文摘
目的为了更为快速、准确地完成图像检索,提出一种基于改进深度学习的海量多媒体图像信息快速检索方法。方法首先对多媒体图像进行预处理,包括混合滤波去噪和直方图均衡化,以此提升图像质量,然后对深度学习中的卷积神经网络进行改进,增加图像特征融合层,避免图像细节特征丢失,最后通过度量图像特征之间的相似度来完成图像信息检索。结果实验结果表明,与传统方法相比,上述方法的图像检索平均精度均值更高、平均运行时间更短。结论证明所研究方法能在更短的时间内完成更为准确的检索,检索性能较好。
关键词
深度学习
改进卷积神经网络
多媒体图像
特征提取
检索方法
Keywords
deep learning
improved convolutional neural network
multimedia image
feature extraction
retrieval method
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于关节转角偏差对机器人末端位置精度的研究
9
作者
丁超
赵仁豪
李亮
秦少军
机构
宝鸡文理学院陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室
出处
《微纳电子与智能制造》
2020年第3期30-35,共6页
基金
陕西省重点研发计划(2019GY-091)项目资助。
文摘
基于RBF神经网络算法,在不改变机器人控制器参数的情况下,提出了一种通过减小单关节转角偏差,提高机器人绝对定位精度的方法。首先,建立机器人D-H运动学模型,并分析机器人末端位置误差和关节转角偏差的计算方法。其次,采用基于RBF神经网络算法对机器人关节转角偏差进行训练,得到关节转角偏差的预测值接近于实测值,最后将预测转角偏差补偿到理论关节转角,机器人末端的位置误差有一定的改善,证明文中的方法可以有效改善机器人的绝对定位精度。
关键词
机器人
绝对定位精度
关节转角
RBF神经网络
Keywords
robot
absolute positioning accuracy
joint rotation angle
RBF neural network
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
二位三通阀逻辑控制器在机械手设计中的应用
10
作者
张远志
范志雄
机构
武汉理工大学
出处
《湖北汽车》
2001年第1期48-50,共3页
文摘
介绍了由二位三通方向阀组成的逻辑程序控制器原理及集成方法,并论述其在流体三维直接循环自动机(机械手)控制设计中的应用及其优点。
关键词
二位三通阀
逻辑控制器
机械手
设计
分类号
TP241.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP332 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多自由度机械臂关节运动控制研究
李美强
马庆禄
闫浩
余腾伟
《机械强度》
北大核心
2025
7
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职称材料
2
3自由度气动串联机械手的关节控制
毛新涛
包钢
杨庆俊
王祖温
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
10
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职称材料
3
三自由度气动串联机械手空间路径规划及轨迹控制研究
毛新涛
包钢
杨庆俊
李军
《机床与液压》
北大核心
2008
4
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职称材料
4
基于LabVIEW实时模块的3自由度气动机械手控制系统的研究
毛新涛
王燕波
杨庆俊
许剑
包钢
《液压气动与密封》
2008
0
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职称材料
5
基于RTX实时控制的汽车同步器自动换档装置的研究
高欣
《液压与气动》
北大核心
2008
0
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职称材料
6
工业锅炉用智能气动阀门定位控制器的研究
王素凤
高欣
《机床与液压》
北大核心
2010
3
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职称材料
7
六自由度机械臂建模与MATLAB仿真
赵仁豪
李亮
《宝鸡文理学院学报(自然科学版)》
CAS
2019
8
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职称材料
8
基于改进深度学习的海量多媒体图像信息快速检索研究
高小芳
《河北北方学院学报(自然科学版)》
2022
4
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职称材料
9
基于关节转角偏差对机器人末端位置精度的研究
丁超
赵仁豪
李亮
秦少军
《微纳电子与智能制造》
2020
0
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职称材料
10
二位三通阀逻辑控制器在机械手设计中的应用
张远志
范志雄
《湖北汽车》
2001
0
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职称材料
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