自升式钻井平台悬臂梁齿轮齿条驱动系统设计

以某自升式钻井平台为例,采用"电机+变速箱+小传动轮+齿条"方式驱动悬臂梁移动。通过悬臂梁的结构及悬臂梁上的设备质心确定移动悬臂梁所需的推力。计算悬臂梁齿轮齿条几何参数,并设计悬臂梁与齿轮齿条的连接结构及悬臂梁驱动控制系统,合理配置驱动系统电机功率和减速器传动比。通过采用闭环交流变频控制方式,对悬臂梁速度进行反馈和控制,实现左右两侧悬臂梁的同步移动。     

有机玻璃研磨抛光机器人力控制研究

以有机玻璃为研抛加工对象,将机器人离线路径规划与在线力控制结合起来组成机器人研抛控制系统。对研抛工具在加工过程中所受作用力进行了分析,根据柔性机构与主动柔顺控制,建立了一种主被动柔顺控制研抛模型。通过工具重力计算,提出了基于工具负载的重力补偿算法,用于消除研抛加工过程中产生的重力的干扰。提出了基于阻抗内环的力外环控制策略,实现了对研抛力的无静差跟踪。试验结果表明,该方法通过计算期望力与实际力的误差对机器人轨迹进行修正,实现了机器人相对恒定的力控制效果。     

六自由度微重力模拟平台研究

太空环境与地面环境有着很大的不同,根据地面环境下动力学特性设计而成的机械系统在太空零重力环境下作业时会产生"动力过冲"的现象,因此太空机械系统在进入太空工作之前需要进行严格的地面微重力模拟实验以对系统的设计进行验证。针对大型昂贵空间实验目标的地面测试问题,提出了一种基于Stewart机构的混合驱动的六自由度微重力模拟实验平台,基于Kane方法建立了该实验平台的动力学方程,据此设计了面向该平台运动控制的计算力矩控制方法,并利用MATLAB/Simulink与ADAMS进行联合仿真,验证了所提出的控制方法的正确性。     

主动横摆控制在车辆横向稳定性中的应用研究

以汽车系统动力学为基础,在Matlab/simulink中建立了八自由度整车模型。针对汽车实际转向时存在的非线性特点,以线性二自由度半车模型作为参考标准,结合对车辆稳定性控制原理的分析,设计了以车身横摆角速度和质心侧偏角为控制目标的联合模糊控制器。采取效率车轮单独差动制动以产生附加横摆力矩的策略,最后在两种典型的试验工况下对整车模型进行仿真。仿真结果表明,采用此策略能够切实可行地实现对车辆行驶稳定性的控制,提高了车辆的横向稳定性。     

采用卡尔曼滤波的电子稳定性程序分析

汽车的横摆加速度过大会引起过度转向和过多不足转向等危险工况。采用线性二自由度车辆模型计算目标横摆角速度和目标质心侧偏角,运用卡尔曼滤波理论实时估算汽车的质心侧偏角并结合横摆角速度传感器对车辆稳定状态进行监测,提出了基于横摆角速度和质心侧偏角的ESP控制方法,着重介绍了ESP逻辑判断准则,应用Matlab/Simulink软件实现相应的电子稳定控制策略,同时利用AMESim软件中的15自由度整车模型建立AMESim-Simulink联合仿真模型,仿真结果验证了所提出的质心侧偏角估算的可行性及稳定性控制策略的有效性。     

再论我国市域绿地的管控

土地是人类生存之本,生态环境是人类健康和发展之源,人口膨胀、资源枯竭以及环境污染等问题的日渐突显,迫使人们进一步重视人类未来与持续发展问题,重视土地利用的节约集约性和生态环境的可持续性。为保护区域生态环境、实现城乡区域生态安全格局,深入剖析市域绿地概念内涵及特点,从分析当前市域绿地管控瓶颈入手,提出分类分级分单元的管控对策,即基于生态服务功能的分类管控,基于生态敏感性分析的分级管控和基于分工协调的分单元管控,并从注重"量"和提升"质"两方面确定管控内容,使生态保护及区域生态安全格局构建具有切实的可操作性,为城乡统筹下的区域绿色基础设施的建设实践夯实基础。     

城市韧性承洪理论——另一种规划实践的基础

滨河城市面对水患问题需要一种基于韧性理论的管理方法,而不是简单地修建防洪工程来抵御。通过堤、坝和渠化的防洪工程来抵御洪水,忽略了人与自然互动时所产生的不确定因素,也无法回应因气候变化而不断增加的极端灾害,因此不是解决洪水安全问题的长期有效的方法。通过运用韧性理论提升系统存续能力,笔者提出了"城市韧性承洪"理论,作为替代目前主流方式的城市洪水灾害管理体系。该理论明确了一个城市的承洪力,以及对潜在的物质财产损失和社会经济中断等情况的预警辨识力,从而防止伤亡和保持现有的社会经济特征。通过在周期性洪水中积累经验,可以应对城市的极端洪水灾害。城市韧性承洪理论挑战了"城市如不防洪即无法生存"的传统理念,实际上传统的防洪工程破坏了应对洪水的韧性。为将此理论运用于规划实践中,笔者提出了"可浸区百分比"这一指标,用以评估城市的承洪韧性。应用自然的洪泛区功能建立城市承洪韧性,提升对洪水的适应性以替代防洪工程,将减轻洪水的危害。     

气动打标机回路设计及仿真

气动技术是现今工业领域中的重要组成部分,凭借其成本低、高效率、清洁无污染的优点,得到了愈来愈广泛的应用。全气动控制方法在某些需要防燃、防爆、防静电的特殊场合则完全取代电-气控制。通过Fluid SIM-P软件的气动原理和仿真技术对气动打标机气动回路控制系统进行了设计分析。介绍了打标机的动作原理,采用串级法设计了气动打标机单一循环方式、连续循环方式以及停止切断循环等辅助情况;以及如果料仓中没有工件及时补充,气缸无法启动,系统停止;同时设置了急停按钮,使各气缸立即退回初始位置,且急停可以解除,系统重新开始启动。通过二者有效的结合成功的将模拟仿真后的气动打标机模型应用到了实际生产中,降低了成本,提高了效率,取得了良好的效果。     

交叉变轮距底盘机械式可变特性转向系统研究

分析了变轮距车辆的转向要求及常用转向方法;介绍了一种利用双对角线几何原理实现轮距可变特性的交叉变轮距车辆底盘技术;针对目前国内的机械式转向系统一般不能满足变轮距车辆的转向要求的现状,提出了一种利用基于阿克曼梯形转向机构的可变特性转向单元实现交叉变轮距底盘机械式转向的技术方案。分析结果表明,该方案不仅可以较好地实现交叉变轮距底盘的前轮转向和四轮转向,而且降低了转向机构及其控制程序的复杂程度,提高了转向精度和可靠性,具有较高的理论研究和推广应用价值。     

汽车磁流变半主动悬架控制策略对比研究

在分析磁流变减振器的结构与原理的基础上,建立起较为简化的汽车磁流变减振器数学模型。同时,建立了1/4汽车半主动悬架系统动力学模型及路面谱模型;分别设计了基于磁流变半主动悬架系统的天棚控制器、地棚控制器、PID控制器及模糊控制器,并利用Matlab/Simulink软件进行了仿真试验对比研究。在天棚控制策略下,车身加速度降低16.32%,悬架动挠度降低16.91%;在地棚控制下,车身加速度降低11.29%,悬架动挠度降低2.94%;在PID控制下,车身加速度降低79%,悬架动挠度反而上升73%;在模糊控制下,车身加速度降低21%,悬架动挠度降低12%,轮胎动载荷降低5%。结果表明,模糊控制磁流变半主动悬架有效减小了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,明显地提高了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性。