多自由度系统准静态刚度理论研究

通过对多自由度系统的模态函数进行分析和研究,探讨了多自由度系统的准静态刚度理论,并分析了多自由度系统在准静态区内动柔度与静柔度之间的理论误差,在机床准静态刚度试验中得到了验证,解决了用单自由度理论研究的准静态刚度试验方法可应用于多自由度机床静刚度测量的理论问题。     

预应力轧机垂直振动建模与稳定性分析

以预应力轧机为研究对象,考虑工作机座系统中各部件间的阻尼和刚度系数的影响,建立了预应力轧机六自由度垂向振动系统力学模型,采用能量守恒原则与材料力学相结合的方法计算力学模型中各部件的等效质量和等效刚度。由于预应力的存在,将辊系和机架间的刚度假定为非线性,建立了两自由度非线性力学模型,利用奇异值理论分析了预应力轧机垂向系统的稳定性。为研究预应力轧机垂直振动和稳定性提供了参考。     

齿轮系统动态传递误差和振动稳定性的数值研究

建立了计及轮齿时变啮合刚度、啮合阻尼、支承刚度和阻尼的齿轮系统扭转-横向振动耦合的3自由度动力学模型。用数值仿真方法,研究了重合度、支承刚度、啮合阻尼和支承阻尼对齿轮动态传递误差和动力稳定性的影响。研究结论对于高速、精密齿轮传动的动力学设计具有积极意义。     

一种少自由度并联机构静刚度研究

并联机构,尤其是用于机加工的并联机床都需要很高的刚度要求,因此建立其刚度模型就显得尤为重要。现有的刚度建模方法多是基于集中刚度模型,但是该方法的物理意义不够明确。基于螺旋理论建立了一种少自由度并联机构的刚度模型,该方法将驱动刚度和约束刚度区别对待,物理意义明确。通过计算并联机构空间自由度,并利用螺旋方程的反螺旋解法,得出并联机构的运动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵,经组合得到少自由度并联机构的完全雅可比矩阵,从而建立了其静刚度模型。建立的静刚度模型可以作为少自由度并联机构的性能评价指标,同时又可以为分析其他过约束的少自由度并联机构提供理论支持。     

双离合器变速器起步过程建模仿真研究

为了研究双离合器自动变速器起步过程控制时系统弹性对起步过程的影响,针对某双离合器变速器分别建立了考虑中间轴系弹性的七自由度模型和传统的四自由度模型,以及考虑一对齿轮啮合刚度与阻尼的八自由度模型,并建立发动机动态转矩模型、离合器转矩模型、行驶阻力模型。仿真结果表明,系统的刚度与阻尼会影响起步时间以及动载频率,而齿轮啮合刚度阻尼对起步仿真结果影响不大,且会大大增加仿真计算时间。     

基于QR分解的少自由度并联机构运动学及刚度分析

基于矩阵QR分解,提出一种具有通用性的少自由度并联机构运动学建模方法,建立少自由度机构正、逆一二阶影响系数矩阵,同时得到了少自由度并联机构操作端的速度、加速度的约束方程及一二阶约束矩阵。基于虚功原理,建立少自由度机构的柔度模型,并在此基础上推导出少自由度并联机构在各维方向刚度表达式。分析3RPS机构的运动学输出的耦合性,建立其柔度模型及方向刚度模型,并验证了此机构的结构约束对运动学的影响。通过机构在移动方向刚度及转动方向刚度的球面坐标分布,直观地描述少自由度并联机构的结构约束对其刚度性能的影响。     

面齿轮传动分扭系统扭转振动的固有频率分析

基于集中质量法,建立了面齿轮传动分扭系统的动力学模型,模型中考虑了系统的扭转振动自由度。列出了系统的刚度矩阵和质量矩阵,求出了系统的各阶固有频率,分析了输入轴和面齿轮轴的扭转刚度以及面齿轮啮合刚度对系统固有频率的影响。结果表明,输入轴和面齿轮轴的扭转刚度对系统的高阶固有频率有较大的影响,面齿轮平均啮合刚度对系统的低阶固有频率有较大的影响。     

橡胶减振器动刚度有限元数值预测方法研究

提出了一种基于有限元的橡胶减振器动刚度预测方法,对方法中的材料本构模型、有限元模型、动刚度预测流程进行了分析和研究。利用此方法对某惯导减振器进行预测,获得减振器动刚度和阻尼值,代入单自由度分析模型后预报出的动响应结果与试验结果基本一致。用该方法能捕捉到由于减振器刚度变化而引入的高频率共振峰,表明该方法具有更高的精度。     

模拟过载动感座椅机构静刚度分析

模拟过载动感座椅是一种补充甚至有效替代大型飞行模拟平台的设备.以一台三自由度模拟过载动感座椅为研究对象,在建立其背板单元的两自由度机构的运动学模型基础上,提出引入机构几何约束方程的方法,认为约束自由度上机构刚度为无限大,采用虚功原理建立了机构静刚度模型,最后时机构刚度性能进行了仿真分析.结果表明:拉压杆1为机构X向刚度薄弱环节,整机刚度沿X轴及Y轴方向递减.该模型适用于少自由度混联机构的力位控制.     

一种6自由度混联机器人静刚度分析

针对焊接、切割、打磨、抛光等轻型加工需求,提出一种由面对称3-UPU并联机构及3自由度转头组成的6自由度混联机器人,侧重研究其中并联机构刚度的半解析建模与全域快速预估问题。从分析系统的力旋量系和变形协调条件入手,构造出计及所有支链构件及铰链弹性贡献的半解析静刚度模型。通过算例揭示整机静刚度在任务空间中随位形的变化规律,并借助ANSYS有限元分析软件在典型位形验证了所建模型的正确性。     

基于矢量控制的机场加油系统性能仿真研究

针对机场管道加油系统的要求和特点,建立了矢量控制的变频调速和恒速相结合的三台离心泵并联的机场加油系统。利用AMESim软件,建立了矢量控制三相异步电动机的仿真模型,并与三泵并联的加油系统仿真模型相结合,建立了矢量控制、三泵并联的机场加油系统仿真模型,并进行了性能仿真研究。结果表明:该系统能根据加油枪开启数量的变化自动调节变速泵的转速或恒速泵的启停,以调节系统的供油量,从而保证加油口终端的压力和流量要求,同时加油系统的水击小,节能效果好。     

基于CCD的立体视觉测量系统精度分析与结构设计研究

本文通过研究摄影测量理论和基于CCD的双日立体视觉测最系统,对轴线汇聚型结构的测量精度进行了分析,结合CCD感应器件的数字量化效应得出系统的测量误差估计公式.在工程中可以根据摄像机参数、基线长度、测量距离等参数估计测量误差;也可根据测量精度要求,指导立体视觉测量系统的结构设计.本文还结合实验证明了理论的正确性,研究结果在工程应用中有一定的指导意义.     

磁悬浮轴承转子系统的稳定性及动态特性分析

对某磁悬浮轴承转子系统的稳定区域、固有频率、振型、不平衡响应等特性进行了理论分析及实验研究。结果表明 ,本文所建立的数学模型与实际系统基本符合 ,能为实际系统的运行调试及实验结果分析提供理论指导。     

非线性机械系统分析性稳健设计

提出非线性条件下系统功能需求与结构特征参数、设计参数以及不可控因素之间的关系模型,按照该模型对系统敏感性进行了分析,给出系统敏感性指数 具体的数学表达式。按照稳健设计的基本思想,建立分析性稳健设计的优化模型,根据该优化模型结合TAGUCHI稳健性设计方法对系统稳健性实现的内在本质从理论上做出分析。基于各因素(系统结构特性、设计参数以及不可控因素)对系统稳健性影响程度的分析,提出稳健灵敏性矩阵RS。研究发现,在非线性条件下,系统本身的结构特性、设计参数以及外在的不可控因素与系统敏感性之间存在着直接的函数关系,并且它们均以各自不同的形式影响着系统的稳健性。系统本身的结构特性决定了设计参数对系统功能目标的作用形式,从而对系统功能目标的分布产生影响。设计参数的不同选择对系统稳健性影响的实质在于利用系统的非线性效应,以使设计功能靠近目标值,并使得变异达到最小。如果在合理的结构设计以及适当设计参数的选取仍然达不到系统稳健性要求的条件下,对不可控因素的控制则是一种从源头减小功能目标变动以提高系统稳健性的有效途径。     

基于NARX网络模型的挖掘机液压系统故障检测

提出了一种针对挖掘机液压系统的非线性有源自回归(nonlinear auto-regressive with extrainputs,NARX)网络模型的故障检测方法。NARX网络模型是一种将有源自回归(auto-regressivewith extra inputs,ARX)模型与神经网络相结合的系统建模方法,具有很强的非线性辨识能力。该方法首先选取合理的网络模型结构,并根据AIC准则确定最佳模型阶数;使用正常状态样本对NARX网络进行训练,建立系统的辨识模型;然后运用序贯概率比检验(sequential probability ratiotest,SPRT)对NARX辨识模型的残差进行假设检验,检测系统的故障状态。实验分析表明,基于NARX网络模型的故障检测方法能够有效地应用于挖掘机液压系统。     

Feedback linearization control of the looper system in hot strip mills

This paper studies on the linearization of a looper system in hot strip mills, that plays an important role in regulating a strip tension or a strip width. Nonlinear dynamic equations of the looper system are analytically linearized by a static feedback linearization algorithm with a compensator. The proposed linear model of the looper is validated by a comparison with a linear model using Taylor’ s series. It is shown that the linear model by static feedback well describes nonlinearities of the looper system than one using Taylor’ s series. Furthermore, it is shown from the design of an ILQ controller that the linear model by static feedback is very useful in designing a linear controller of the looper system.     

车辆悬架K&C特性分析

汽车作为一种交通工具已经融入到了大多数人的生活当中,悬架系统是现代汽车的重要组成部分。一个具有良好综合性能的悬架系统,对提高汽车的平顺性和操纵稳定性有着重要的意义。建立了整车动力学模型,在此基础上对七自由度整车模型进行简化,得到1/4悬架动力学模型。对影响汽车平顺性的主要参数K&C进行了理论分析,并在该理论分析的基础上采用分段方法描述了悬架K&C非线性特性表达式,从而为研究车辆整体性能和进一步了解悬架非线性特性的时域性提供思路。     

面向对象的FMS建模与集成设计

基于ＦＭＳ领域分析,建立ＦＭＳ面向对象的统一模型框架,并对ＦＭＳ生命周期的各个阶段进行集成研究,开发了一个集ＦＭＳ规划设计、计划调度、控制及仿真为一体的集成设计系统。介绍了该集成设计系统的总体结构及主要功能模块。     

一类非线性系统的变结构控制器设计

将非线性系统用HM模型进行描述，并将全局HM模型表示成不确定系统形式，采用不确定系统的变结构控制器设计方法，设计出使全局HM模型渐近稳定的变结构控制器。并用一级倒立摆进行仿真验证。成功的将变结构控制应用于非线性控制系统中。     

Modelling and simulation of an automatic grinding system using a hand grinder

A grinding process model for an automatic grinding system with grinding force control is developed in this paper. This grinding system utilises an electric hand grinder, driven by a CNC machine centre and a force sensor for force measurement. This model includes compliance of the grinding system and is initially represented by a series of springs. The stiffness of each component is estimated in this study and it is found that the model may be simplified into a single spring-mass system. A corresponding PID controller is designed for the purpose of grinding force control, which calculates the appropriate CNC spindle displacement according to the force measured by the force sensor. Computer simulation results show that the system settling time is less than 0.25 s.