基于Mechanism/Pro的汽车悬架系统运动仿真

为了解决多体动力学分析仿真过程中困扰仿真人员的模型建立和修改问题,以汽车独立悬架为研究对象,提出机械系统仿真一种比较理想的方法.首先应用多体动力学求解理论,从悬架物理模型中提取多体动力学求解模型.针对ADAMS/View建模能力较弱,通过三维建模软件Pro/E建模,采用Mechanism/Pro模块定义刚体、添加约束和驱动、调用ADAMS/Solver求解.可以很方便地建立复杂机械系统模型,并根据仿真结果及时对模型进行修改,实现机械系统多体动力学仿真的前处理、求解以及后处理均集成在Pro/E环境中.     

虚拟样机技术在汽车变速箱设计中的应用

该文在介绍机械系统动态仿真理论基础，分析机械系统动力学分析软件ADAMS／Engine模块中齿轮传动的算法原理和参数化建模方法基础上，采用虚拟样机的方法对某型号汽车六档变速箱进行仿真分析。在Pro／Engineer中建立了汽车变速箱的三维模型，结合ACF方法在ADAMS／View中实现了换档变速过程的运动仿真，在ADAMS／Engine模块中建立变速箱传动齿轮的参数化动力学模型，并对第五档斜齿圆柱齿轮的传动进行了动力学仿真分析。在模型输入端输入转矩作为动力，在输出端施加各种模拟载荷，仿真后得到了与实验基本一致的动力响应曲线。该文为齿轮和轴的强度校核、机构优化及噪声控制提供了依据，为改进和优化变速箱提供了有效的实验方法。     

发动机曲柄连杆机构动力学仿真分析平台研究

在研究发动机结构问题时,为更广泛地对各种类型发动机曲柄连杆机构进行快速准确的运动学和动力学性能分析,提出了搭建曲柄连杆机构动力学仿真分析平台,基于机械系统仿真分析软件MSC.ADAMS的动力学分析原理,并采用平台流程实现了对某发动机曲柄连杆机构的多刚体和多柔体系统动力学仿真分析,得到了零部件的运动学和动力学优化结果,为机构的优化设计以及后续整机振动噪声的分析预测提供了依据,同时也验证了仿真分析流程的合理性,为建立数字化发动机的整机仿真分析平台提供了借鉴.     

大型矿用挖掘机工作装置仿真

对大型电铲矿用挖掘机的工作装置进行仿真,结合其实际作业特点应用MSC Adams建立其工作装置模型,并对作业过程进行动力学和运动学仿真研究,详细分析各部件在工作过程中受力状况. 论文的建模及分析方法对于其它机械系统的仿真分析具有理论参考意义.     

仿蟹机器人基于MATLAB与ADAMS单足联合仿真分析

利用ADAMS和MATLAB及其动态仿真集成环境Simulink分别建立机器人机械系统模型和控制系统模型,然后应用ADAMS/Control将ADAMS的机械系统模型与MATLAB的控制系统模型连接起来,在参数自调整模糊控制系统软件环境下进行交互式仿真,仿真完成后对机器人的运动学和动力学特性进行分析,并可进一步评估控制系统的稳定性,从而简化了机器人的理论计算,提高了实际效率。     

基于ADAMS的弧焊机器人运动仿真

机器人三维运动仿真是当前机器人研究领域中重要的研究方向之一。采用CAD软件Pro/E和机械系统动力学仿真软件ADAMS,对德国CLOOS公司生产的76AW型弧焊机器人建立了三维运动仿真模型。采用Denavit-Hartenberg方法建立了连杆坐标系下的机器人运动学模型,并采用Matlab编写了运动学正、逆解的程序。详细阐述了模型的建立方法及具体过程,实现了在ADAMS环境下的机器人焊缝路径的运动仿真。为机器人动力学及离线编程技术的研究提供了基础。     

复杂机械系统仿真平台模型管理研究与实现

针对自主开发的复杂机械系统仿真平台InteDyn，基于多体系统动力学建模理论，采用面向对象思想对于．复杂机械系统模型管理技术作了详细探讨，提出了一套支持复杂机械系统仿真快速建模的模型管理机制，支持基于子系统的层次建模和模型重用．在InteDyn中的汽车仿真建模证明了该机制的有效性．     

垃圾压缩机构机液耦合动态性能仿真分析

为了获得固定式垃圾压缩机构在各工作姿态机械及液压系统的工作情况,利用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS建立了固定式垃圾压缩机构机械系统、液压系统模型,并利用Hvdraulic模块参数关联技术,建立起固定式垃圾压缩机构液压与机械一体化的虚拟样机模型,在此基础上进行了机液系统联合仿真,得到了液压系统以及机构在工作过程中重要参数的变化情况.研究结果为设计方案的可行性及物理样机的试制提供了一定参考.     

涡轴发动机旋翼系统仿真建模研究

在直升机的仿真建模中,涡轮轴发动机模型的准确程度直接影响着动力系统模型的逼真程度,同时它也是直升机动力学建模的重要组成部分。为解决上述问题,研究了涡轮轴发动机建模方法,给出了考虑旋翼负载反馈的发动机控制系统模型,以及内、外环串联控制回路的发动机输出功率控制方式,设计了涡轮轴发动机动力调节的控制律,从而实现了涡轮轴发动机和旋翼一体化的直升机动力系统仿真模型,并通过仿真实例对模型进行验证,证实了模型的正确性。     

发动机燃油分布器性能异常仿真分析

关于优化燃油分布器控制性能,燃油分布器在发动机台架试车中出现计量活门前后油压压差摆动,燃油流量衰减,产生发动机掉转故障.为找出故障原因所在并提出故障解决方案,以流量连续方程及力平衡方程为基础,利用基于键合图的液压机械系统建模仿真及动力学分析软件AMESim,采用图形化物理建模方式建立系统模型.从系统级的仿真研究人手,再现故障特性,找出了故障的原因.对改进燃油分布器性能进行仿真,结果表明,上述改进方案解决了故障,保证了发动机的正常工作.仿真研究还为燃油分布器的设计与改进提供了依据.     

平行系统方法在自动化集装箱码头中的应用研究

平行系统是一种建立在人工社会和计算实验基础上的科学研究方法,它的特点是既能真实反映现实系统的动态过程,又能实时优化现实系统的控制过程.自动化集装箱码头是一类典型的复杂系统,既存在不计其数的作业方案,同时也有大量的约束条件.如何在最短时间和最低能源消耗的前提下,完成具有间歇和批次特征的集装箱转运任务,是涉及到数学、控制、管理和计算机等多个学科的重大课题.本文采用数据引擎作为人工社会中的基本计算单元,构成一个复杂的平行系统,用于自动化集装箱码头信息控制系统的研究.数据引擎作为一种面向图形化元件组态的计算环境,非常适用于复杂系统的建模与计算.在可视化和动态重构技术的支持下,利用380个数据引擎对一个具有8台岸桥、25辆AGV和16台龙门吊组成的港机系统进行了自动化作业过程的计算实验.研究结果表明,数据引擎技术是实现平行系统的有效方法,由多数据引擎组成的计算环境,能够大幅度降低自动化集装箱码头信息控制系统建模的复杂程度,能够将码头系统的管理和控制过程无缝地融合在一起.该平行系统可直接与港机设备对接,建立“人工码头”和“物理码头”之间的平行关系,从而实现对港机设备的最优控制.     

Time Delay Compensation for Hardware-in-the-loop Simulation of a Turbojet Engine Fuel Control Unit Using Neural NARX Smith Predictor

Hardware-in-the-loop (HIL) simulation is an effective technique that is used for development and testing of control systems while some of the control loop components are simulated in a proper environment and the other components are real hardware. In a conventional HIL simulation, the hardware is an electronic control unit which electronic control signals are communicated between the hardware and the software. But, HIL simulation of a mechanical component requires additional transfer systems to connect the software and hardware. The HIL simulation can achieve unstable behavior or inaccurate results due to unwanted time-delay dynamic of the transfer system. This paper presents the use of Smith predictor for time-delay compensation of transfer system in the HIL simulation of an electro-hydraulic fuel control unit (FCU) for a turbojet engine. A nonlinear auto regressive with exogenous input (NARX) neural network model is used for modeling and predicting the FCU behavior. The neural model is trained by Levenberg-Marquardt algorithm and the training and validation sets are generated using the amplitude modulated pseudo random binary sequence (APRBS). The consistency of the experimental real-time simulation and off-line simulation shows the applicability of the presented method for mitigating the effect of unwanted dynamic of the transfer system in the HIL simulation.

     

航空发动机机械液压控制器建模及仿真技术研究

以流量连续方程和力平衡方程为基础，研究了航空发动机机械液压控制器典型部件的建模方法以及系统中存在的北线性环节的描述方法。对某型航空发动机慢车转速燃油控制系统进行了建模和数字仿真研究，结果与工程实践中现场的情况一致，效果优于常规的仿真方法。工程实践已经验证了仿真研究给出的主要的控制器参数改变的建议是正确的，使控制系统的性能达到了设计要求。这表明所提出的航空发动机机械液压控制器建模和仿真方法是正确、有效的。     

光栅刻划机的建模与仿真方法研究

用于制作母光栅的光栅刻划机的性能指标直接决定最终生产的光栅质量。为此,采用基于虚拟样机的联合仿真策略,代替传统的物理样机开发。利用动力学分析软件Pro/Engineer和控制仿真软件Simulink分别建立光栅刻划机机械动力学模型及控制系统模型,实现机电一体化仿真分析。根据仿真结果确定控制系统参数,实验结果表明,使用该方法可降低开发成本,提高研发效率。     

基于Matlab的内模法航空发动机PID控制仿真

针对某型涡喷发动机,基于内模原理(IMC)设计了自整定PID控制器;研究在发动机处于不同转速状态时的变参数PID控制,实现对发动机加速过程的分段控制;在建立发动机模型时将大偏差过程分取了若干段,对每一小段分别用相应的小偏离动态过程的数学模型表示;由这若干个小偏差动态模型组合成描述全工作范围动、静态特性的发动机模型;利用MATLAB/Simulink对加速过程进行了仿真,仿真结果表明该控制系统具有良好的控制效果,各种加速过程和小偏离动态响应的超调量与调节时间都令人满意.     

光栅刻划机金刚石刀具抬落机构控制系统

为了改善传统机械式光栅刻划机的刻划性能,提出了一种新型光栅刻划机金刚石刀具抬落机构。介绍了光栅刻划机及抬落刀机构结构组成,并根据需求分析选用压电陶瓷平台作为执行器件。搭建了一套抬落刀控制系统并完成硬件设计,针对光栅刻划工艺需求,设计抬落刀控制系统软件。系统采用总线通信方式,制定串口通信协议。结果表明,该新型机构机械结构简单、可实时控制、精度高、无振动和发热,提高了刻划光栅的质量和刻划效率。为了改善传统机械式光栅刻划机的刻划性能,提出了一种新型光栅刻划机金刚石刀具抬落机构。介绍了光栅刻划机及抬落刀机构结构组成,并根据需求分析选用压电陶瓷平台作为执行器件。搭建了一套抬落刀控制系统并完成硬件设计,针对光栅刻划工艺需求,设计抬落刀控制系统软件。系统采用总线通信方式,制定串口通信协议。结果表明,该新型机构机械结构简单、可实时控制、精度高、无振动和发热,提高了刻划光栅的质量和刻划效率。     

Modeling and controlling the mobile harbour crane system with virtual prototyping technology

Virtual simulation of the real behaviour of mobile harbour crane (MHC) without using the traditional build-and-test method is an imperative approach to the design stage that can increase the quality of the product by reducing manufacturing cost and errors. This paper introduces an engineering model that describes the mechanical behaviour of MHC, and the control design for increasing the position accuracy. Based on a concept of the MHC, a virtual mechanical model was created using SOLIDWOKS, which was then exported to the Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System (ADAMS) environment. This model was simulated to investigate the dynamic behaviour of the MHC system. In addition, an adaptive siding mode PID controller was also developed in MATLAB/Simulink to control the crane trolley position and suppress the swing angle of the load. This co-simulation demonstrates the reliability of the mechanical and control functionalities of the developed system.     

船舶电站柴油机双脉冲H∞调速器的研究

船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性．为了抑制负荷的扰动,提高柴油机双脉冲调速器的动态精度,本文将H_∞控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H_∞控制问题．建立了采用双脉冲H_∞调速器的柴油机调速系统的数学模型,针对外部干扰和模型的不确定性,双脉冲H_∞调速器的设计可以归结为混合灵敏度问题．计算机仿真实验结果表明,本文设计的双脉冲H_∞调速器能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效提高系统的动态精度和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统频率的稳定性．     

ISG电机在冷起动中的策略仿真

ISG电机的控制系统决定着发动机冷起动性能,是弱混合动力系统中关键部件。它必须在很短的时间内拖动发动机至点火转速,并且要求转速过渡平稳,脉动冲击小。基于永磁同步电机(PMSM)数学模型选定矢量调速策略,采用脉宽调制器(SVPWM),因具有谐波少、响应快的优势,可作为电流调制方法。采用建立S imu link上的发动机阻力矩模型制定发动机起动策略,对冷起动过程进行仿真。仿真结果表明控制策略能够满足发动机快速起动的要求,并且升速过程平稳,受阻力矩变化影响较小,具有较好的抗负载扰动性能。     

Continuous‐Action XCSR with Dynamic Reward Assignment Dedicated to Control of Black‐Box Mechanical Systems

A real‐value classifier system (CSR) is improved by the introduction of a continuous domain of actions to be employed for control of mechanical systems where there is no information concerning the system's mathematical model. To enable the classifier system to handle real‐world control problems where continuous (non‐discrete) actions are required, the exploitation of fuzzy membership functions is proposed. To cope with the dynamic system's delayed response due to its mass inertia, a dynamic reward assignment mechanism is incorporated into the proposed CSR. This allows the rapid calculation of the reward and hence enables the controller to be used in such real time applications. To demonstrate the efficiency of the developed enhanced CSR, it is employed as the controller to balance an unmanned bicycle, without using bicycle properties for the design process of the enhanced CSR. Simulation results show that in terms of overshoot and settling time, the proposed classifier system outperforms traditional XCSR as well as some of the more common balance‐control strategies reported in the literature, as verified using ADAMS software.