计算机辅助设计中的闭环设计方法及其实现

论述了产品的行为特性与其设计参数的关系，提出了通过构建行为特性函数利用设计结果调整设计参数的闲坏设计方法。在计算机辅助设计中，应用闭环设计方法自动完成设计反复，使设计目标达到很高的设计精度，并可以进行可行性、灵敏度分析，实现优化设计。     

基于ADAMS的齿轮传动特性仿真分析

文章基于ADAMS对齿轮传动特性进行了仿真分析,获得设计齿轮在真实工作条件下的啮合性能,从而形成齿面加工参数设计的闭环修正系统。     

低速城市路况下驾驶员制动特性辨识研究

针对现代车辆的智能化、人性化发展的要求,研究"人-车-路"闭环系统中驾驶员在车辆控制中的主导地位.本文通过驾驶模拟器dSPACE实时仿真平台设计实验,通过模拟驾驶员在城市路况的跟车行为,采集驾驶员制动时的相关参数,运用高斯混合模型聚类算法将特征数据分类,并运用BP神经网络工具箱建立了该城市路况下驾驶员制动特性辨识模型,实现了驾驶员制动特性的在线辨识.实验结果表明:该辨识方法在实验设计的城市路况,具有良好的驾驶员制动特性辨识能力.     

低速城市路况下驾驶员制动特性辨识研究

针对现代车辆的智能化、人性化发展的要求,研究"人-车-路"闭环系统中驾驶员在车辆控制中的主导地位.本文通过驾驶模拟器dSPACE实时仿真平台设计实验,通过模拟驾驶员在城市路况的跟车行为,采集驾驶员制动时的相关参数,运用高斯混合模型聚类算法将特征数据分类,并运用BP神经网络工具箱建立了该城市路况下驾驶员制动特性辨识模型,实现了驾驶员制动特性的在线辨识.实验结果表明:该辨识方法在实验设计的城市路况,具有良好的驾驶员制动特性辨识能力.     

基于带通Σ-Δ调制器的硅微机械陀螺力反馈闭环检测

为了提高硅微机械陀螺(SMG)的性能,研究了一种基于四阶机电结合带通Σ-Δ调制器(SDM)的硅微机械陀螺力反馈闭环检测方法。基于谐振器级联谐振前馈(CRFF)结构设计了该方法的仿真模型,并利用商用软件SD TOOLS计算了环路参数。采用MATLAB/SIMULINK对设计结果进行了行为级仿真,结果表明,1 Hz条件下环路的信噪比达到了109.2dB,符合设计预期。在此基础上,以现场可编程门阵列(FPGA)为数字处理核心搭建了硅微机械陀螺数字化测控电路并进行了性能测试。结果表明,采用带通SDM闭环检测技术和数字化闭环驱动技术后,硅微机械陀螺的Allan方差零偏不稳定性约为1.15(°)/h,角度随机游走约为7.74×10-2(°)/√h,且信噪比参数满足了设计目标。得到的结果证明了设计方法的正确性;显示提出的带通SDM力反馈闭环检测方法有助于提高SMG的性能,拓展其应用领域。     

人—车闭环操纵性评价与优化的研究进展

汽车的操纵稳定性与驾驶员的特性密切相关,研究汽车的操纵稳定性应该把车辆放在人-车闭环系统中进行分析。以作者及其带领的课题组的研究成果为基础,系统介绍了国内外在人-车闭环领域的研究进展,包括驾驶模拟器、驾驶员模型、人-车闭环操纵性的评价体系以及利用人-车闭环评价体系对车辆参数进行优化设计。     

500m口径球面射电望远镜反射面液压促动器关键性能分析

针对国家重大科技基础设施项目500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter aperture spherical radio telescope,FAST)液压促动器进行分析研究。提出利用齿轮泵泄漏特性及液控单向阀开启特性实现流量闭环的建模方法可使数学模型更准确。设计样机试验并研发试验设备以获取齿轮泵流量压力系数K_q及液控单向阀开启特性K_f两参数。利用Matlab/Simulink软件搭建系统模型分析了促动器在开环外伸及闭环跟踪两模式下的运动特性,并通过试验对系统模型进行对比验证。结果表明:建立的模型能够描述液压促动器的工作原理,参数K_q及K_f与试验结果一致性较好。开环时促动器的速度随输入脉冲频率增加而增大,闭环时促动器在变载荷下可实现稳定跟踪。仿真与试验最大跟踪误差分别为0.15 mm和0.2 mm,满足设计精度要求。该系统模型为FAST液压促动器奠定理论基础,同时可为伸缩回路差异较大的液压系统提供参考。     

基于AMESim伺服直驱泵控缸系统压力闭环控制特性分析

通过对伺服直驱泵控缸电液伺服系统工作原理的分析,推导出压力闭环控制系统的数学模型,并在AMESim中搭建出压力闭环控制回路的仿真模型。通过仿真对比分析了泵控缸压力开环闭环的特性,并对影响压力闭环PID控制特性的重要参数(液压缸的泄漏系数、电机转矩灵敏度系数、PID参数)进行仿真分析。研究结果表明通过合理的选择,控制参数可以显著提高伺服直驱泵控缸压力闭环控制系统的动态特性。     

基于MatLab的永磁直流电动机调速控制算法研究

以电动机的转速为控制目标,输入电压为控制变量,根据所给参数建立电动机的数学模型,用MatLab仿真分析其开环、闭环特性,得出其开环系统不稳定,而闭环系统的相角裕度不够的结论,同时对其进行超前校正网络的设计。     

电液比例变量柱塞泵闭环系统压力特性仿真

通过对电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵闭环系统压力控制的数学建模，利用MATLAB／Simulink进行动态仿真，直观的分析了系统的静态特性、动态特性，为电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵结构的设计、参数的优化提供了一些可靠的理论依据。     

基于Pro/E及ANSYS的涡旋盘参数化设计

利用Pro/E的Program对涡旋盘的特征参数编程建立了涡旋盘的参数化设计模型,同时利用ANSYS的ADPL对涡旋盘的结构参数编程建立了涡旋盘的参数化分析模型.设计结果表明,基于Pro/E及ANSYS的涡旋盘参数化设计,有效地解决了利用三维CAD设计软件,建立的涡旋盘模型导入ANSYS中作为分析模型无法再生的问题,提高了涡旋盘的设计及分析效率,对实现涡旋压缩机的CAD/CAE一体化系统研究具有重要意义.     

以Pro/E为平台的行为建模技术研究与应用

行为建模技术是通过定义分析特征,驱动参数模型,使模型具有行为智能,从而自动修改模型特征参数,实现设计过程的目标驱动.以飞轮动平衡为例,采用敏感度分析、可行性研究和优化性分析等方法,达到最优化设计.充分论证了Pro/E行为建模技术--第五代CAD建模技术在解决实际工程问题中的智能性、灵活性.     

影响滚切剪剪切质量及力能参数的因素分析

为了实现滚切剪机构设计的最优化,开发了滚切剪计算机辅助设计软件,利用该软件对影响滚切剪剪切质量、力能参数以及主要杆件受力的曲柄半径、连杆长度、相位差、曲柄中心距以及上刀架偏移量等因素进行了分析研究。研究的结果为滚切剪设计人员提供了重要的设计依据,开发的滚切剪辅助设计系统为实现滚切剪的优化设计提供了方便快捷的设计手段。     

基于ACIS几何造型系统的纤维缠绕复合材料壳体设计

利用图形内核ACIS丰富的几何造型功能和HOOPS图形显示方面的优势,通过VC++.NET这样一个通用的开发平台进行纤维缠绕复合材料壳体设计研究,本研究解决了复合材料壳体模型化、参数化和设计程序化的技术难题,实现了复合材料壳体一体化设计。设计结果可以获得58个参数。主要包括:缠绕壳体纤维数据、几何数据、质量特性参数、力学特性参数以及壳体战术技术性能数据。设计结果为有限元分析提供直接可调用的图形参数,也可以为CAD软件提供初始模型。该设计系统为三维造型显示,可视化程度高,界面友好,交互性强,为用户对复合材料壳体初始设计提供了方便。     

RESEARCH AND DEVELOPMENT OF VIRTUAL PROTOTYPE OF RUNNING GEARS FOR RAILWAY VEHICLE

Virtual prototype is an important idea to resolve design problems of railway vehicle. A different development method, which is based on national product and autonomous development, and would like to reflect the specialty of railway vehicle development in China, is presented. According to the developing process of railway vehicle, the research contents and developing method are pointed out. The integration between CAD and performance analysis software on dynamics and strength is mainly considered. In CAD environment, the properties for dynamics computing are extracted directly from the model and exported with model. This method can avoid data losing caused by model rebuilding in CAE software, and increase the direct dependence of product CAD. Then the vehicle model with properties will be used for real-time dynamics and kinematics analysis and simulation. Therefore, the strength of the parts can be analyzed. The results of dynamics and strength analysis will be fed back to optimize the design model. All operations are dispatched by a control platform, and all data are managed according to the principle of PDM. Testing results show this method is correct.     

基于Pro/Toolkit的废水一体化处理设备设计研究

废水一体化处理设备计算机辅助设计在国内尚未见诸报端。以Pro／Toolkit为开发平台，以VC＋＋6．0作为开发语言，对废水一体化处理设备零部件进行参数化设计，可以大大简化产品的设计过程，缩短设备的开发周期。利用MFC开发软件界面，利用Pro／Toolkit驱动参数化模板，实现Pro／Toolkit与Pro／ENGINEER系统的无缝集成，以实现废水一体化处理设备的计算机辅助设计。     

组合碟簧的计算机辅助设计系统

根据碟形弹簧组合设计的特点,应用计算机辅助设计、数据库及计算机绘图技术,形成了一个碟形弹簧组合设计的计算机辅助设计系统。系统根据输入参数形式的不同,采用不同的设计准则,可以多种形式输出设计结果参数、组合设计装配图、碟簧零件工作图及特性曲线。     

基于许用应力和极限状态设计方法的通用桥式起重机结构CAD

目前,国产通用桥式起重机系列尚未采用参数化设计系统,既不能将设计人员从大量繁琐的重复劳动中解放出来,也不能发挥出CAD／CAM的优势。为此,本文采用许用应力和极限状态设计法分别对通用桥式起重机进行结构分析,建立优化数学模型,采用正交网格法进行参数优化,通过对优化结果的分析,得出2种设计方法的异同性和优劣性。同时优化结果作为二维参数绘图的输入参数,驱动参数绘图软件直接绘图,开发成功一套通用桥式起重机结构CAD软件,实现设计绘图的自动化。     

传动轴的有限元分析与设计优化

采用集CAD与CAE一体的设计方法进行产品设计,可减少实物模型和样机的投入,避免设计缺陷,缩短产品开发周期,降低产品开发及制造成本。文中利用Pro／ENGINEER的CAE模块MECHANICA进行传动轴的强度和刚度校核,对相关设计参数发生变化引起的强度和刚度变化做了敏感度分析,还通过优化分析得到了最佳设计参数,为工程实践提供了一个可供借鉴的CAD／CAE案例。此外,用Mathcad对有限元分析结果加以计算验证,保证了设计的可靠性。