基于行程放大机构变异设计的研究

针对行程放大机构应用中存在的问题，提出分析设计改进方案，可利用一些基本的机械行程放大机构，根据具体的条件进行适当的组合、变异设计，其目的是达到特定的工作要求。     

基于遗传模拟退火算法的注射机增力机构的优化设计

对注射机五铰链斜排双曲肘增力机构进行了运动和力学特性分析，用遗传模拟退火算法对增力机构进行了优化设计，该优化设计属于多目标函数优化问题，即要求机构行程比较大；力的放大倍数较大；机构总长较小。本文建立了优化数学模型，与传统设计方法进行了比较，结果表明行程比增加8．2％，力的放大倍数增加20．3％，机构总长减小5％。     

机械行程放大机构的变异设计

主要论述几种机械行程放大机构的的组合、变异设计原理及变异设计方案.     

螺杆螺母副驱动的剪式机构的设计

分析了剪式机构的行程放大原理,机构的受力情况,提出了两种针对启动力矩不足的解决方法,对设计、维修都有一定的指导意义。     

注射机增力机构优化研究

对注射机五铰链斜排双曲肘增力机构进行了运动和力学特性分析,使用改进蚁群算法对该增力机构进行了优化设计,以机构行程比较大、力的放大倍数较大和机构总长较小为目标函数建立了优化数学模型,该优化设计属于多目标函数优化问题,通过对增力机构实例计算与传统设计方法进行了比较,结果表明机构总长减小的同时,行程比及力的放大倍数都有明显提高。     

双向作动大行程二自由度稳像机构

针对光学稳像系统的双向动态大行程的设计要求,本文设计了一种可伸缩双向作动的压电作动器,并基于此压电作动器设计了二自由度稳像机构。压电作动器由一个收缩式三角位移放大机构和一个伸张式三角位移放大机构组成。位移放大机构可为压电平台提供足够的行程,柔性铰链可使平台结构更加紧凑。接着,利用有限元分析软件ANSYS对平台结构进行静力学仿真,模拟了平台的位移和应力变化。最后对原理样机进行了实验分析,实验结果显示所设计压电平台在低电压和低频率下有足够大的行程和足够快的响应速度,作动器在120V电压下的输出位移在67μm左右,基本满足稳像系统的性能要求,故平台结构的设计方案是可行的。     

压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构设计

压电陶瓷驱动的快刀伺服技术是加工光学自由曲面等复杂曲面的有效方法。为了突破压电陶瓷驱动快刀伺服机构的行程局限,本文采用二级杠杆放大机构,设计了一种压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构,实现了快刀伺服机构的长行程输出性能并消除了机构的寄生位移。基于伪刚体模型和拉格朗日原理对机构进行了动力学建模,综合行程和固有频率性能优化了机构参数并进行了有限元仿真和实验验证。机构等效刚度和固有频率的理论模型和有限元仿真结果误差分别为6.4%和1.6%,验证了理论模型的有效性。实验结果进一步表明,所设计的快刀伺服机构可实现100μm的输出行程同时具有730 Hz的固有频率,验证了所设计机构用于快刀伺服加工的有效性。系统的闭环跟踪实验也验证了系统良好的跟踪性能。     

超精密柔性压电式微位移机构的研究

设计了一种超精密压电式微位移机构,此机构以压电陶瓷作为驱动器,以对称杠杆式柔性铰链放大机构作为导向机构,弥补压电陶瓷位移行程过小的缺点.机构输出位移由原来的11.6μm放大到100μm,能够满足许多长行程、超精定位运动的需要.对此微位移机构进行定位精度测试,并将它作为位移补偿装置安装于精密滚珠丝杠副驱动的机床上,机床定位精度由原来的1μm上升到0.01μm,定位精度得到显著提高.     

压电驱动微夹持器特性分析

针对微夹持器的大行程、低耦合等要求,采用桥式机构和杠杆机构设计了一种新型三级放大微夹持器。根据柔性机构学、弹性力学和动力学原理,优化了桥式机构的固定位置提高微夹持器的动态特性,建立了微夹持器的理论位移放大模型、耦合误差模型和动力学模型,获得了微夹持器的输出位移特性与动态特性。应用3D打印和线切割加工技术加工出微夹持器实体,通过理论、仿真和实验数据对比验证了理论模型的正确性,微夹持器的位移放大倍数达到了19. 7倍,固有频率为223 Hz,与实验数据的误差均在10%以内波动,工作行程达到了750μm同时耦合误差仅为工作行程的0. 35%,实现了微夹持器大行程、高精度、低耦合和良好的动态特性。     

注塑机双曲肘合模机构的多目标优化研究

分析了五点斜排注塑机双曲肘合模机构的运动特性和力学特性,建立了合模机构的多目标优化数学模型。在综合考虑合模机构总长、行程比和力的放大比之间的关系的基础上,运用MATLAB优化工具箱中不同的优化函数对比研究了以不同目标组合为对象的优化结果。运用ADAMS建立了合模机构的参数化模型,并在ADAMS中对各种不同的优化方案进行对比仿真分析。结果表明,优化后的合模机构行程比增加、力的放大比增大且结构更加紧凑,为合模机构的设计提供了积极的理论依据。     

民用飞机燃油系统试验高度模拟系统设计

地面试验室试验是开展民用飞机燃油系统试验的重要组成部分。地面试验中高度模拟系统的建立对模拟燃油系统的工作状态具有重要意义。设计了适用于民用飞机燃油系统试验的高度模拟系统,并对系统工作原理进行了介绍,对其中的负压调节系统、引气调节系统、液压伺服系统、控制系统进行阐述,分析系统运行状况。结果表明:在模拟飞机爬升过程中,系统控制的平均相对误差为0.02%;在模拟飞机下降过程中,系统控制的平均相对误差为0.06%;当进行全剖面模拟时,系统控制的平均相对误差为0.09%。因此,高度模拟系统能够准确模拟飞机燃油箱内的气压变化,并且能够为开展民用飞机的燃油系统试验提供支持。     

汽车摆振系统Hopf分岔及参数灵敏度分析

为了分析汽车摆振系统的失稳机制,以某样车的右前轮为例,基于1/4车辆动力学模型,通过第二类拉格朗日方程建立了三自由度单轮摆振系统动力学模型。在系统状态方程的基础上,应用Hurwitz准则求解得到了摆振系统的临界失稳车速,进而获得了摆振系统在临界失稳车速处的特征值。结果表明,临界车速工况下的系统平衡点是非双曲平衡点,因此,以车速为分岔参数,通过中心流形理论得到了系统在临界车速处的二维中心流形。在此基础上深入分析了摆振系统的Hopf分岔特性,并得到了摆振系统的近似周期解。最后,通过四水平五参数正交实验设计,获得了转向系和悬架系的结构参数对系统临界失稳车速的灵敏度。研究发现,系统临界失稳车速对主销后倾角最为敏感,其次是转向系和悬架系的阻尼。因此,在工程实践中,应该优先考虑通过调整主销后倾角来抑制汽车摆振。     

基于混杂系统特性的机械式自动变速器故障诊断策略

基于机械式自动变速器(Automated manual transmission, AMT)自动变速系统混杂特性,对AMT自动变速系统故障诊断技术进行研究。运用混杂自动机建立AMT自动变速系统模型,结合系统运行特点研究系统行为轨迹,分析混杂系统模型与行为轨迹之间一致性关系。分析AMT自动变速系统故障定义,结合混杂系统模型提出AMT混杂系统故障行为的定义。通过混杂系统故障行为轨迹,分析故障可诊断性条件,从系统故障模型和故障阈值条件的角度描述故障、可诊断性、诊断精度、系统可观测状态变量之间的关系,并运用故障熵的概念来描述故障可诊断的程度。从系统功能、系统轨迹、系统控制周期多角度对AMT混杂系统行为轨迹进行分析和划分类型,结合国际故障诊断参考流程提出AMT自动变速系统故障诊断策略。将故障诊断策略和诊断算法移植于实车平台,大量实车里程验证了该策略的正确性和实时性。     

渐开线型面专用数控加工系统的开发

介绍了涡旋式空气压缩机涡盘渐开线型面加工专用数控系统,并研究了专用数控系统的硬件结构,以及运用系统工程的思想对其软件进行开发的方法。该数控系统经实际生产运行证明其加工精度和工作可靠性均较高,为我们在专用数控系统软件的开发方面提供了一定的经验。     

制造系统可靠性分析的框架与动力学机制

制造系统可靠性的研究已有几十年的历史,但相关研究所界定的研究范畴模糊,缺乏统一的分析框架,容易与传统的设备系统可靠性研究发生混淆。在文献研究的基础上,对制造系统的定义和内涵进行分析,并据此重新阐释制造系统性能与可靠性概念之间的区别和联系。从设备-工艺孪生的角度重新定义制造系统的概念,并指出在制造系统可靠性研究中忽视系统中人的作用的制造系统描述是不完备的。基于功能视角,重新定义了制造系统失效模式,建立制造系统可靠性分析的框架,阐述制造系统可靠性随时间变化机制的研究方法。研究指出大数据方法将是未来制造系统可靠性研究的重要方法之一。     

基于虚拟样机技术的雷达天线车机—液耦合仿真及其优化分析

应用虚拟样机软件ADAMS对雷达天线车的机械系统和液压系统进行耦合仿真研究,并以液压系统的参数为优化目标对雷达天线车系统进行优化设计,仿真结果表明,运用虚拟样机技术进行机液耦合仿真为产品的系统动态性能分析提供了有效手段。     

HR-906B GPS时间同步系统在控制系统中的应用

介绍了HR-906B GPS时间同步系统在化工企业自动控制系统中的时钟同步应用,和HR-906B GPS时间同步系统的组成及系统自身的搭建过程。另外介绍了主时钟系统在DCS系统、SIS系统的配置过程。该文所例举的DCS系统为横河CENTUM-VP系统,SIS为RTP的3000系统的一般配置方法。     

超高压带电清扫机器人控制系统设计

针对国家863资助项目超高压带电清扫机器人的技术要求,设计了一套基于飞斯卡尔S12单片机和西门子S7—200可编程控制器的上下位机控制系统。上位机系统以S12单片机为主要控制部件,矩阵式键盘为输入器件,一块64×16点阵式发光二极管显示屏为显示器件,用于对下位机进行控制和监测。下位机主要由S7—200PLC及其扩展模块组成,用于接收上位机的控制信息和控制机器人各机构的动作。上下位机间通过无线数据传输模块F29DM进行无线通信。通过对系统的设计和上下位机程序的调试,该系统能安全稳定地对机器人进行遥控操作和监控。     

立体车库钢结构失效模式分析简化模拟及失效准则

基本结构系统可靠性失效模式的概念，探讨立体停车库钢结构系统简化模拟方法，提出结构系统失效准则的合理性原则，即工程结构系统失效不能笼统地定义为结构系统蜕变为机构，而应定义为结构系统中某些关键元件失效后，整个结构系统失效去继续承载能力或完成规定功能的能力，本原则不仅适用于立体停车库钢结构系统，而且对于其它结构系统也具有理论与实际指导意义。     

理想材料零件成形机控制系统研究

论述了使用数字喷射成形加工技术实现理想材料零件[1]的数字化并行设计与制造的原理.开发了以PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)运动控制器为控制系统核心,工业控制机为系统支撑单元的并行双CPU控制系统,辅以相应的辅助元件,实现空间场、材料场、温度场及喷射系统的协调统一,以实现理想材料零件的制造.设计了前馈串级复合控制算法,设置了合理的控制参数,实现了系统的快速、稳定、准确控制.补偿的应用提高了系统的精度.