基于接口的协同仿真技术在动态优化设计中的应用

机械系统进行结构动态优化设计的最终目标大多归结为对其进行几何形状的优化,在应用极小值原理对机械结构进行三维形状优化设计时,通常须要使用复杂数值方法才能求解,并且求解的过程相当困难。将先进的协同仿真技术作为一种有效求解工具应用到极小值原理的动态优化设计中,实现对不同设计变量的目标函数的求解。以行星框架为例,采用基于接口的协同仿真技术为求解工具,以行星轮数目为参变量,应用极小值原理对行星框架的几何形状进行动态优化设计,对行星框架的疲劳损伤寿命提供量化数据,为对其进行结构改进提供科学理论依据。     

几何偏心齿轮动力学仿真分析

以某动力伺服刀架中齿轮为例,建立几何偏心齿轮动力学模型.根据加工过程中齿轮几何偏心问题建立基于NX的几何偏心齿轮模型.以Hertz理论为基础确定机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical system,简称ADAMS)接触函数中的各参数,通过实验确定ADAMS动力学仿真分析设置.基于ADAMS动力学实验过程编写cmd文件,实现短时间内批量实验.从获得的分析结果中研究几何偏心齿轮的啮合力以及啮合力频率.该研究缩短了批量复杂动力学仿真实验所用时间,提高了实验精度,将有助于系统优化设计.     

面向复杂数字化人机界面的感性意象设计研究

随着数字化仪控技术的不断发展,以数字化人机界面为主的操作方式正在工业控制系统领域得到广泛应用,有效地满足用户的生理和心理需求是设计师开发过程中面对的重要任务。以某新型远程操控清障车的复杂数字化人机界面设计为依托,提出基于BP神经网络对该数字化人机界面感性意象设计进行研究,确定界面布局样式、主要色彩样式、字体样式以及核心元件表现方式等4方面作为其界面设计要素,并构建其与感性意象间的非线性映射及数学预测模型,最后检验了该方法的可行性,能有效匹配用户对复杂数字化人机界面的特定感性需求,并用于后期构建设计决策支持数据库。     

汽车断开式转向梯形机构的优化设计

基于空间几何关系推导出某汽车断开式转向梯形机构的运动学方程,以转向梯形中各个杆件的空间尺寸、空间位置等参数为设计变量,以跟踪理想阿克曼转角为目标函数,以车辆对转向系统的要求为约束条件,对该转向梯形机构进行优化设计.基于ADAMS的虚拟样机试验表明:优化后的转向梯形机构明显地提高左右轮转角跟踪理想阿克曼转角的能力.在转向过程中,传动比变化更为合理,压力角更好满足机械系统传递要求.     

光学元件挠性支撑结构广义建模及优化设计

建立了挠性支撑结构的力学模型及优化设计模型,以使光学元件挠性支撑结构同时满足元件定位的刚度要求和温度适应性的柔度要求,同时给出了相应的建模方法。考虑挠性支撑结构是由圆周对称分布的挠性单元组成的,故将挠性单元简化为超静定梁结构,应用虚功原理推导了挠性单元的径向及切向刚度。然后,假设光学元件为刚性体,根据力平衡条件及变形协调条件,推导了挠性支撑结构的整体刚度,并引入修正因子补偿了刚体假设带来的误差。最后,以挠性支撑结构总变形能为目标函数,推导了同时考虑挠性支撑结构几何构形及参数的协同优化设计模型,通过引入了整型变量将结构整体刚度简化为整型变量和离散刚度的线性组合,从而使优化模型中不含有谐波函数项。基于数值仿真和实验对结构刚度模型进行了验证,结果显示:实验、仿真和理论计算结果一致。此外,以透镜支撑为例,验证了挠性支撑结构的优化设计方法,有限元分析结果表明,透镜面形精度较初始设计提高了23%。     

发动机动力总成悬置系统模态分析与优化

悬置系统设计的核心是合理设计悬置元件的位置、角度和刚度,以提高悬置系统各向谐振模态解耦度,并使各向自振频率分别避开发动机怠速频率、车架、车身各向自振频率等,从而提高悬置系统的隔振效果。在悬置系统模态分析的基础上,建立了以提高悬置系统解耦度和各向谐振频率尽可能接近期望值为目标的悬置系统自动优化设计数学模型,并以某发动机动力总成悬置系统为应用案例,对其悬置元件的位置、角度和刚度进行自动优化设计计算,获得了预期的优化效果。     

柴油机汽车悬置系统优化设计

柴油机汽车发动机悬置系统设计主要是通过合理设计悬置元件各向刚度、位置以及角度,以提高系统各向能量解耦度,并使各向自振频率落在期望值内。建立了以提高悬置系统解耦度和各向谐振频率与期望值接近程度为目标的悬置系统优化设计数学模型,采用自创的基于敏度的优化算法,通过自动迭代计算,快速准确地找到悬置元件刚度、位置与角度的最优设计方案。某柴油机汽车发动机悬置系统的优化设计算例结果表明本方法优化效果明显。改善了悬置系统的减振、隔振效果。     

机械系统人机界面多级模糊综合评判

在建立具有一定代表性和通用性的机械系统人机界面模型的基础上，运用多级模糊综合评价法对该模型进行舒适度评价，使整个系统设计符合人机工程学原理，改善了操作人员的舒适性，提高了系统工效，对机械系统人机界面的设计具有指导性作用。     

基于灰色系统理论的多目标优化的一种策略

利用灰色系统理论,提出了多目标优化时计算各目标权重的权系数群体评估法。针对多目标优化设计中存在的问题,提出了灰色差异度的方法。以灰色差异度为目标函数,将多目标优化转化为使灰色差异度最小的单目标优化。并以此方法对抽油机进行了多目标优化设计,得到了较优的结果。通过分析比较,说明该方法适用于多目标非光滑、奇异函数的优化设计。     

双级闭式斜齿轮传动优化设计

以双级闭式斜齿轮为研究对象,以独立的模数、齿数、传动比和螺旋角为设计变量,确定设计变量边界条件,将齿轮强度要求与不发生干涉作为约束条件,将斜齿轮传动总中心距最小作为目标函数,并结合内点惩罚函数法和MATLAB软件进行优化设计求解。与初始参数设计方案相比较,优化设计方案中各设计变量取圆整后,总传动中心距减少明显,优化设计效果较好。     

多参数可调节汽车人机界面实验台的设计构建

综合机械结构设计制作及汽车内饰布置、人机工程、CAD等方面的理论和技术,设计构建了一个汽车人机界面基础实验台,可用于汽车人机工程学的相关实验和研究工作。该实验台由真实的座椅、转向盘、仪表板、显示和操纵装置及虚拟道路显示等部分构成,具有多工位参数、可调节变换的特点,利用所构建的汽车驾驶室人机工程性能评价体系,可通过真实的人机交互及虚拟道路模拟进行相关实验。
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基于Labwindows/CVI的游车数字定位系统的设计

介绍了石油钻机中游车定位控制系统的设计方案和功能及工作原理.描述了硬件和软件的设计方法及关键技术.采用Labwindows/ CVI 6.O 作为软件开发平台,具有良好的人机界面,能完成信号采集及分析度相应控制.该系统提高了起下钻作业效率与安全性,减轻工人劳动强度,有一定推广价值.     

基于人机工程学的机械产品设计

基于人机工程学对机械产品设计的重要性,通过人体结构尺寸等相关数据,指出了人机结合与人机功能分配的主要内容,使人机实现高度协调统一,解决”产品”与人相关功能的最优化,创造出与人的生理及心理相协调的”产品”。     

人机界面设计在网络课件中的应用研究

网络的人机界面(human—machine interface)设计已成为目前人机界面设计的新热点。本文详细介绍了软件人机界面的内容、发展状况、网络课件中的人机界面设计的一般原则和设计方法及其应用实例,强调了人机界面在网络课件设计中的意义。     

基于ARM的光谱检测系统的设计

设计了一种便携式的光谱检测系统.该系统采用线阵CCD作为光电转换器件.它以基于ARM架构的5X2410为核心,在其上移植了嵌入式Linux操作系统,开发了Linux下A/D 转换驱动程序,并利用Qt/Embedded开发了人机界面.实际应用表明:该系统能够实现光信号的采集处理以及光语图的绘制.人机界面友好、操作简单、功...     

基于嵌入式系统的电力故障录波器

介绍了一种基于嵌入式系统的电力故障录波器的设计方案.系统采用模块化设计,包括数据采集单元和人机接口单元,采用双微处理器协同工作方式.数据采集单元采用了硬件同步采样,对数据采集精度有一定的提高;DSP芯片TMS320F2812和A/D芯片ADS8364保证了故障录波的高速、高效和高可靠性.人机接口部分包括S3C44B0X芯片、以太网接口、LCD接口、USB接口等,并以以太网接口为例进行了详细的介绍.该系统解决方案对交流电参量检测装置的设计具有一定的参考价值.     

基于PLC和组态软件的温度控制系统设计

介绍了一种基于PLC和组态软件的远程温度控制系统,详细阐述了系统的功能、硬件组成、工作原理及监控程序设计。该系统具有人机交互界面友好、运行安全可靠、操作灵活方便、自动化程度高等特点。     

BODY PRESSURE DISTRIBUTION OF AUTOMOBILE DRIVING HUMAN MACHINE CONTACT INTERFACE

Aiming at the fatigue and comfort issues of human-machine contact interface in automo- bile driving and based on physiological and anatomical principle,the physiological and biochemical process of muscles and nerves in the formation and development of fatigue is analyzed systematically. The fatigue-causing physiological characteristic indexes are mapped to biomechanical indexes like muscle stress-strain,the compression deformation of blood vessels and nerves etc.from the perspec- tive of formation mechanism.The geometrical model of skeleton and parenchyma is established by applying CT-scanned body data and MRI images.The general rule of comfort body pressm'e distribu- tion is acquired through the analysis of anatomical structure of buttocks and femoral region.The comprehensive test platform for sitting comfort of 3D adjustable contact interface is constructed.The test of body pressure distribution of human-machine contact interface and its comparison with subjec- tire evaluation indicates that the biomechanical indexes of automobile driving human-machine con- tact interface and body pressure distribution rule studied can effectively evaluate the fatigue and comfort issues of human-machine contact interface and provide theoretical basis for the optimal de- sign of human-machine contact interface.     

基于Inventor三维吊装仿真系统的研究与应用

为满足社会化进程发展的需求以及吊装行业的迅猛发展要求,辅助吊装工程设计人员快速高效地制定优良的吊装方案,基于Inventor VBA建立了以数据库为支撑的三维吊装仿真系统。阐述了此系统的架构与功能,以及设计方案及其实现方法。采用面向对象的建模方式与仿真技术,使用人机界面交互、多渠道数据传递的方法将虚拟仿真技术与吊装作业过程相结合,实现了对吊装作业工程的三维模型动态演示,为进一步辅助吊装行业进行合理优化方案的制定提供了依据。     

Development of an automatic subsea blowout preventer stack control system using PLC based SCADA

An extremely reliable remote control system for subsea blowout preventer stack is developed based on the off-the-shelf triple modular redundancy system. To meet a high reliability requirement, various redundancy techniques such as controller redundancy, bus redundancy and network redundancy are used to design the system hardware architecture. The control logic, human-machine interface graphical design and redundant databases are developed by using the off-the-shelf software. A series of experiments were performed in laboratory to test the subsea blowout preventer stack control system. The results showed that the tested subsea blowout preventer functions could be executed successfully. For the faults of programmable logic controllers, discrete input groups and analog input groups, the control system could give correct alarms in the human-machine interface.