基于光学坐标测量机的STEWART机构标定研究

为提高大型Stewart机构的定位精度,建立了误差模型并提出了基于光学坐标测量机的标定方法.仿真和试验研究表明,本方法姿态测量过程简便,算法的收敛速度快,系统的定位精度明显提高,为Stewart机构的标定提供了一种解决方案.     

超大流量蓄能器组优化设计及其压力控制方法

为满足大型、超高、大跨度建筑的结构构件、节点、橡胶支座等足尺结构实时动静态加载试验需求,研制了万吨级多功能试验系统。试验系统采用液压泵站和大流量蓄能器组联合供油方式以满足Y向高速剪切时44000 L/min的超大瞬时峰值流量需求,采用大流量插装阀调节及稳定系统供油压力。大流量插装阀在进行自身系统压力闭环调节时存在一定的相位滞后,会造成系统供油压力波动。为保证系统压力的稳定输出,建立了包含大流量插装阀压力控制回路的系统整体仿真模型,对大流量蓄能器组、减压阀蓄能器及管路蓄能器组进行了优化设计。通过调节压力控制回路以及管路蓄能器的配置,能够在满足流量供给的情况下提供稳定的工作压力输出,压力波动不超过10%。     

基于扩展型准牛顿优化算法的单轴正弦扫频振动控制

正弦扫频振动试验的目的是通过在被试件上施加可控的正弦激励,测试被试件的可靠性和耐久性.为了达到较高的测试精度,工程上通常采用实时迭代的控制方式.传统实时迭代方法采用固定的反馈增益和频响函数辨识值,这导致反馈增益的选取成为决定控制系统稳定性的关键.首先应用范数理论和级数理论对稳定性进行分析,得出在确定的频响函数辨识值下,如果反馈增益选择不当,将会造成系统不稳定.针对此问题,提出了应用准牛顿优化算法实时修正频响函数辨识值的控制算法.仿真与实验结果表明,该方法成功地解决了系统潜在的稳定性问题,并且具有较高的收敛速度.     

正弦扫频振动控制中的信号综合与信号分析

结合正弦扫频信号相位函数的微分方程的特点,研究一种新的驱动信号产生方法,此方法具有较高的输出精度,并对外差操作具有良好的适应性.外差操作可将响应信号频谱从当前扫描频率平移到直流分量,该直流分量描述了响应信号的均方根或者幅度的实部与虚部信息,直流中频检测器通过选择适当的低通滤波器释放出该直流分量,从而实现响应信号的跟踪滤波和均方根处理.实践证明该信号处理技术特别适用于正弦扫频信号的时变谱分析.     

基于二维搜索的Stewart平台工作空间分析方法

为了在不影响分析精度的前提下,减小利用空间搜索法进行Stewart平台工作空间分析过程中的计算量,提出一种利用Newton Raphson方法对Stewart平台单自由度运动范围进行求解的数值方法.将该方法应用在Stewart平台工作空间的研究中,实现了利用二维空间搜索法对工作空间的分析,与传统空间搜索方法相比,减小了搜索维数和计算量.通过算例证明,二维空间搜索法能够快速准确地计算出Stewart平台在不同位姿下的工作空间,利用二维空间搜索法可以对工作空间的其他子空间进行分析,并且该方法还可以应用在其他形式并联机构的工作空间分析中.     

基于FEL的液压振动台加速度幅相控制

目的针对液压振动台加速度正弦波波形复现、加速度扫频两类试验项目,利用反馈误差学习(FEL)控制策略解决传统三状态控制策略不能解决的跟踪精度低、鲁棒性差的问题.方法利用ADALINE神经网络、归一化LMS算法、结合正弦函数的特点,设计FEL控制策略中的前馈神经网络.结果对于正弦波和扫频信号参考输入,即使在阀控缸系统参数发生变化的情况下,所设计控制器仍然在幅值和相位上达到很高的跟踪精度.结论基于FEL思想设计的幅相控制器跟踪精度高,结构简单,运算量小,能满足对实时性要求很高的液压振动台控制系统的要求,也有利于基于DSPs的嵌入式实现.     

面向飞行模拟的云仿真及其实时绘制

改进并建立了云光照模型,引入了大气密度与海拔高度间的关系,并基于粒子尺度对散射相函数进行加权以提高仿真精度。针对飞行模拟的静态/动态云绘制,提出了基于粒子系统和Texture Sprites实现云谱交互建模的有效方法。为达到实时绘制,采用动态生成Impostor技术和GPU加速仿真及实时绘制。将本文提出的粒子云绘制技术集成于飞行模拟器的视景系统,能够增强虚拟环境的真实感、沉浸感,并满足限时系统的交互要求。     

基于卡尔曼滤波和随机逼近的模拟器时间延迟补偿方法

针对飞行模拟器的时间延迟补偿问题,采用卡尔曼滤波和随机逼近的方法,提出了自适应遗忘因子卡尔曼补偿法和自适应遗忘因子随机逼近补偿法,这2种方法通过预测偏差动态调节遗忘因子的大小,可以提高预测精度并减小预测偏差;在2种补偿法的收敛矩阵初始值中引入调节参数,避免了初始值发生奇异现象;并且与改进的McFarland补偿方法进行了比较.结果表明,这2种方法的预测偏差分别小于相对应的改进的McFar-land补偿方法的预测偏差,且自适应遗忘因子卡尔曼补偿法是4种方法中最优的补偿方法.     

电液伺服试验平台液压系统研究

设计节约能源消耗和成本的液压动力机构是电液伺服系统在民用领域推广应用的关键技术之一。在讨论动力机构选型负载匹配原则的基础上,针对液压式汽车减震器测试平台具体实例对其动力机构进行了设计、计算和选型。根据减震器测试平台动力机构的参数对液压系统的油源流量和蓄能器容积进行了分析和计算。结果表明:该汽车减震器性能测试平台具有良好的稳态性能和接近于30 Hz的动态带宽等良好动态性能,证明了所提出的电液伺服系统液压方案是可行的。     

用于航海模拟的Stewart平台的有限元分析与优化设计

在 ANSYS中利用耦合法对用于航海模拟的 Stewart平台直接建模 ,并在满负荷条件下对平台进行模态与动态分析。采用一阶方法对平台进行优化设计 ,使其在满足所有给定的约束条件下 ,确定具有最小目标函数值的结构设计并得出优化结论