用于柔顺关节的磁流变传动的设计与实验研究

针对人机交互中刚性机器人关节在碰撞中的冲击力会对人产生危害的问题,对磁流变液变刚度传动装置进行了设计、建模和实验分析,提出了一种基于多盘式磁流变液传动的柔性关节。首先建立了传动装置传递的转矩数学模型,利用Matlab对各影响参数进行了仿真分析;然后根据仿真结果设计了磁流变液传动结构,利用磁场有限元仿真软件Ansoft Maxwell对磁路进行了验证;最后,搭建了实验平台,对磁流变液传动装置输出转矩进行了实验测试。研究结果表明:磁流变液传动装置能有效传递扭矩,输出扭矩与输入磁场强度的线性度好、响应快,传动特性能满足对机器人关节的使用要求。     

磁流变液柔顺关节的设计和运动学建模研究

针对传统刚性机器人关节在安全性和适应性方面明显不足等问题,基于磁流变技术提出了一种新型机器人柔顺关节原理,在传统的机器人关节刚性结构内部嵌入了磁流变传动机构,使其成为一种兼具刚性和柔性的关节结构。利用电磁仿真软件Ansoft Maxwell建立了磁流变液柔顺关节的仿真模型,进行了参数化设计。建立了柔顺关节可变刚度模型以及传递转角的运动学模型,并利用Matlab对理论模型进行了验证。仿真结果表明,关节输出转矩随着线圈电流的增大而近似线性增大;在相同时间内,当输入电流越大,转动角度越大,而且当工作时间增加后,转动角度的增幅增大。     

基于分数阶PID算法的磁流变液柔顺关节控制研究

为了使机器人关节具备主动变刚度特性,基于磁流变液的可控流变特性设计了一种新型机器人柔顺关节,并提出基于分数阶PID(PI~λD~μ)控制算法进行磁流变液柔顺关节的动态扭矩跟踪控制,采用频域设计方法,通过期望截止频率和相位裕量推导出理想Bode传递函数状态下的PI~λD~μ控制器设计参数,建立了基于PI~λD~μ的控制系统。设计了磁流变液柔顺关节实验平台,并且基于LabVIEW图形化编程语言开发了控制软件系统,分别进行了基于PI~λD~μ和整数阶PID动态扭矩跟踪控制实验,实验结果证明,PI~λD~μ控制算法对基于磁流变液设计的机器人柔顺关节具有较好的动态扭矩跟踪控制作用。     

磁流变传动界面间液膜温升特性实验研究

为揭示磁流变传动(magnetorheological (MR) transmission)界面间液膜的温升特性,以一种多盘式磁流变传动装置为研究对象,对传动界面间磁场分布进行有限元仿真分析,并采用实验方法研究了工作间隙内液膜的温升情况及分布规律,同时测试了液膜温升对传动性能的影响.研究结果表明:液膜温度沿工作间隙径向逐渐增大,并且温度差值随滑差时间越来越大,液膜沿周向温度分布基本均匀;滑差加载阶段,液膜温度随时间近似呈线性上升,且滑差功率越大,温升速度越快,在停机阶段温度下降缓慢,有必要采取强制散热措施以减缓液膜温升;液膜的温升将会导致其传递扭矩能力下降和动态响应速度变慢.     

基于COMSOL的磁流变液夹层板磁场仿真研究

通过使用COMSOL Multiphysics仿真软件,构建了磁流变液夹层板的电磁学几何模型,在磁场物理场中对其周围的磁场进行了仿真,利用所得三维绘图组和一维绘图组对磁流变液夹层板的磁场分布情况进行了仿真分析。仿真结果为后续的磁流变液夹层板的声学特性试验研究奠定了重要的基础。     

磁流变传动机构的设计与研究

设计了一种磁流变传动机构的基本结构，分析其工作原理；并推导了磁路设计的理论计算公式，得出了磁路设计的一般方法；对机构所传递的力矩进行了实验测试和分析。为磁流变传动机构的应用与研究提供了参考和依据。     

形状记忆合金温控的磁流变液自发电传动研究

介绍了形状记忆合金温控的磁流变液自发电传动工作原理;基于形状记忆合金的温度力学特性,建立温度与形状记忆合金温控开关输出行程的关系式。基于发电机输出特性和形状记忆合金弹簧的力学特性分析,建立了温度与输出转速和输出电流的关系,并根据自发电原理建立了磁感应强度和温控开关电阻与发电机参数关系式。基于黏温方程,建立温度与输出转矩关系式。研究结果表明,弹簧输出行程、输出电流、输出转矩和输出转速随着温度的变化而变化;根据建立的损耗功率关系式,对比普通磁流变风扇离合器,在通常工作温度范围内,自发电传动装置损耗的功率更小。     

双圆锥盘磁流变传动机构设计和研究

提出了一种新型的双圆锥盘磁流变传动机构，该机构比传统的圆盘机构传递力矩更大，动态性能更好，并推导了磁场分数设计和力矩传递等公式。     

基于Matlab/Simulink的车用磁流变液制动器设计与仿真

设计了一种汽车轮内叶轮式磁流变液制动器,根据磁流变液在强磁场下的流变特性,推导出该制动器的制动力矩计算方法,并在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,分析了制动器结构参数对制动力矩的影响。所设计的汽车磁流变液制动器能够满足一般小型汽车的制动力矩需求。     

气液联控柔顺力控制系统的建模和仿真

该文提出了基于PWM控制气液联控位置系统的建模方法。运用滑动模态变结构理论中的经典非线性设计方法，设计了二阶滑模面变结构控制器。针对机械手臂的阻抗控制中力控制的难点在于不能精确的知道环境的刚度和位置从而导致给定参考位置的误差，应用离线环境参数估计的方法进行了仿真研究，仿真结果说明该方法能够较好的进行气液联控机械手臂柔顺力控制。     

圆盘式磁流变传动机构的设计与研究

利用磁流变液体可控的特性,将磁流变技术应用于机电传动与控制系统,在阐述磁流变传动机构工作原理基础上建立了其力矩模型,并就结构参数对机构动态品质、功率损失、调速范围等性能的影响进行了理论分析.分析表明,合理设计机构的结构参数将有利于减小机构功率损失、提高调速范围,并改善机构的动态品质.     

基于AMESim和Matlab_Simiulink联合仿真的液压马达转速控制系统设计（英文）

为设计有效的阀控液压马达转速控制系统,采用AMESim和Matlab_Simiulink联合仿真技术来建立准确的模型,以更好地反应实际系统。将神经元控制应用于PID参数在线调整中,提高了系统的准确性、快速性和稳定性。仿真结果表明,所设计的系统偏差减小,准确性提高;对于阶跃信号、正弦信号的响应速度加快,快速性提高;在系统施加干扰的情况下,能够恢复到控制值,稳定性提高。     

基于失效—安全的磁流变液减振器阀的设计与仿真

首先,介绍了盘形缝隙式磁流变液减振器(MRD)阀的结构与原理.然后,以阀在零磁场下所需阻力系数的计算模型和盘形缝隙式MRD阀可调倍数的计算模型为理论基础,详细分析了基于失效-安全的盘形缝隙式MRD阀的设计步骤.最后,对通过理论计算得到的一种典型盘形缝隙式MRD阀的2个设计方案进行了仿真,并将其仿真结果与理论计算结果做了比较.     

基于挤压模式下磁流变液力学行为的实验研究

对磁流变液在不同直流电流作用下的准静态挤压过程进行了实验研究.建立了用于测试磁流变液挤压模式下力学特性的实验装置,并通过ANSYS/Multiphysics对此实验装置磁路的磁感应强度分布进行了仿真分析.测试了压应力和压缩弹性模量各自随压应变的变化曲线.实验结果表明:压应力与压应变、外加电流大小和磁流变液本身的性能都有密切的关系.压应力与压应变、压缩弹性模量与压应变的曲线可以划分为3个不同的区域.在第1区域压应变小于0.025时,压应力和压缩弹性模量随压应变的增加而迅速增加;在第2区域压应力与压应变的曲线斜率近乎为零,而压缩弹性模量却随压应变的增大而下降,在压应变约为0.15时降到最低.随后在压应变大于0.15时压应力和压缩弹性模量与压应变显示为指数关系.     

基于多系统集成仿真方法的燃气轮机动态特性仿真研究（英文）

In order to simulate the actual operation process of gas turbine more accurately,this paper uses multisystem integration simulation technology to study the dynamic characteristics of gas turbine.Firstly,considering the factors such as variable stator vanes,air extraction,cooling mixing and multiple inertias,a refined model of gas turbine is established.Then,AMESim is used to establish the model of the VSV actuator of the gas turbine,and Flowmaster is used to establish the model of the secondary ...     

基于磁流变技术的非球面柔顺数控研抛工具研究

针对目前磁流变抛光成本高、抛光力控制复杂的问题,开发了一种新的基于磁流变技术的非球面柔顺数控研抛工具系统,由磁流变阻尼器(MRD)控制研抛过程中的研抛力,由数控车床控制研抛工具位置。介绍了工具系统的组成,阐明了基于MRD的研抛原理,分析了研抛工具与非球面工件之间的接触力及其动态传递过程,建立了研抛力模型和工具系统动态模型,并进行了参数辨识和仿真研究,得到了系统的传递函数的和PID控制器的相关参数,最后进行了系统动态性能和研抛实验验证,实验结果表明,开发的研抛工具系统,具有较好的响应特性,可以实时控制研抛过程中的研抛力,可获得表面粗糙度Ra=0.028μm的非球面镜面表面。     

基于单片机的直流稳压电源设计（英文）

设计了基于单片机的数控直流电压源。以单片机为主控制器,通过键盘设置直流电源的输出电压,经D/A转换后(DAC0832)输出模拟量,再经过运算放大器输出不同的电压。电压输出范围0-12V,步进值为0.1V,可由数码管显示实际输出电压值。电路结构简单、操作方便,可满足各类电子实验的要求。     

基于DSP和ZigBee的虹膜识别系统设计（英文）

针对传统虹膜识别系统计算复杂、实时性差等问题,在Gabor滤波图像的基础上,利用分块图像的幅值均值和相位信息来提取虹膜特征量,并结合k-近邻算法来完成虹膜识别功能,缩短识别时间,提高识别准确度。同时,将识别结果通过ZigBee网络发送至云端服务器,解决了厂区内布线困难问题。实验表明,该识别系统运行稳定,识别速度快。该识别系统已被应用于某安防系统。     

基于磁流变液的半主动控制研究

本文采用B ingham模型描述磁流变阻尼力。研究了单自由度磁流变隔振系统的主共振,并在被动控制时利用平均法得到了系统的理论解。然后对理论解进行了数值验证,最后研究了各参数对主共振的影响,从而可以更加有效地控制主共振;在半主动控制时利用Simulink对系统进行数值仿真。     

利用强度增强技术的磁流变液离合器的设计、工程估算和实验研究

利用静态加压使磁流变液强度增强技术 ,设计了一种磁流变液离合器实验装置 ,使强度得到较大的提高。我们对其做了工程估算 ,制作了一台磁流变液离合器 ,进行了实验研究。通过分析计算和实验测试 ,提出了进一步设计的建议