自调整复合级联形态滤波算法及应用

针对反射式光纤位移传感器拾取的润滑膜厚度信号中的脉冲和随机噪声干扰,提出一种自调整复合级联数学形态滤波算法。采用三角结构元素和半圆结构元素,通过开闭和闭开组合滤波及串联构造了复合级联形态滤波算法。仿真结果表明,复合级联滤波算法可提高信号的信噪比。针对传统形态滤波方法结构元素宽度随机选取造成滤波后信号信噪比低的问题,通过在不同采样频率情况下对不同信号进行滤波仿真计算,提出一种结构元素参数自调整选取方法。仿真实验和对实际润滑膜厚度信号滤波处理结果表明,自调整复合级联形态滤波算法可有效滤除信号中的脉冲干扰和随机噪声干扰。     

基于外惩罚函数法的液压拉伸机曲肘机构最优化设计

结合实例研究液压拉伸机曲肘合模机构,导出液压拉伸机曲肘机构的数学模型,并分别以最大增力比、最大行程比和功效系数为目标,基于外惩罚函数法对曲肘机构进行优化设计,并通过SolidWoks对优化结果进行模拟.结果表明:机构运动良好无干涉,该优化设计合理可行,对工程设计具有重要的应用价值.     

高速数控车床刀具热变形的计算分析

以高速数控车床刀具为研究对象,结合具体工作条件,对刀具进行切削过程热变形分析。首先进行刀具温度场理论分析,建立刀具温度场的传热模型,对刀具传热过程进行分析。进而采用ANSYS对刀具进行切削过程温度场仿真,并进行热结构耦合获取刀具热变形量。研究结果表明:文中在一定程度上实现了对刀具热变形的定量计算分析和研究,为进一步研究刀具热变形对加工精度的影响,以及采用何种误差补偿方法提高加工精度等奠定了良好的研究基础。     

光纤传感器多点测量润滑油膜厚度方法

为了提高旋转机械滑动轴承润滑油膜厚度测量的精度,在现有两点测量旋转机械滑动轴承润滑油膜厚度方法的基础上,提出了多点测量滑动轴承润滑油膜厚度的改进方法.该方法不但减少了因为转子磨损转轴半径变化带来的计算误差,而且还简化了计算,有效地提高了运算速度.此外,针对滑动轴承润滑油膜厚度监测,开发了基于光纤位移传感器的三点测量系统...     

用于假手指尖的光纤光栅触觉力传感器研究

针对现有假手触觉测量常用的薄膜压力传感器精度不佳、线性度差、迟滞性高等问题,研究了一种可安装于假手指尖的光纤布拉格光栅触觉力传感器。首先,通过传感单元的微小化结构设计,可以将施加的外力转化为光纤承受的轴向力;进而,通过有限元对传感器结构参数进行优化,提高了光纤光栅对于压力的灵敏度;然后,围绕假手指尖应用的需求,制作了这种光纤布拉格光栅触觉力传感器;最后,对该传感器进行了性能标定、对比分析和应用抓取3个实验分析,实验结果表明:该传感器压力灵敏度为0.103 8 nm/N,线性度R~2为0.998,重复性误差为1.32%和迟滞性误差为2.19%;与现有的薄膜压力传感器对比,该传感器的线性度和重复度都更高,迟滞性更低。     

光纤动态检测技术的研究与进展

首先,在论述光纤传感器基本理论和技术的基础上,重点以两类典型的传光型光纤传感器——反射式光纤位移传感器及透射式光纤传感带为对象,讨论了其检测原理和关键技术,以及在大型旋转机械支承——滑动轴承的润滑膜状态信息和转子振动信息、航空发动机涡轮叶尖间隙、燃油流量及人体位姿信息等重要工程参数检测中的应用;其次,分析了两种典型的传感型光纤传感器——光强调制型光纤曲率传感器和Bragg光纤光栅传感器的检测原理和关键技术,并介绍了它们分别在机匣变形动态测量和齿轮应力应变动态测量中的应用;最后,基于这两类典型光纤传感器的特点及工程应用,对光纤动态检测技术进行了总结和展望。     

人体下肢多关节连续运动的肌电预测方法

为了准确捕捉人体下肢关节在不同运动模式下的运动状态，提出一种利用肌电信号进行下肢多关节连续运动预测的方法。采集人体在蹲起运动、膝屈伸运动和上下阶梯运动时的肌电和运动数据进行处理分析，利用肌肉骨骼几何建模软件Opensim建立人体骨骼肌肉仿真模型，并进行逆运动学分析，提取人体下肢关节运动曲线。建立人体下肢在矢状面内的运动与肌电的映射关系，利用麻雀搜索算法优化Elman神经网络，实现对踝、膝和髋关节角度连续变化的预测，与传统的反向传播神经网络、支持向量机回归和Elman神经网络预测结果进行对比。结果表明：利用麻雀搜索算法优化的Elman神经网络在预测下肢关节角度变化中具有更高的精度，且该预测模型在不同运动模式下关节运动预测值与测量值均表现出一定的相关性，相关系数均大于0.89,证明利用肌电信号进行下肢多关节连续运动预测是可行的。     

旋转机械支座松动的滑动轴承润滑膜动态特征

滑动轴承支承的旋转机械支座松动故障的转子振动信号特征易与转子不对中、裂纹、碰磨等故障特征混叠,从而造成误诊。针对此问题,从研究润滑膜的动态特征入手,提出基于润滑膜动态特征检测的支座松动故障识别方法。以一端松动的单跨单圆盘转子系统为研究对象,建立了单端支座松动故障的动力学模型,并对旋转机械支座松动时滑动轴承润滑膜厚度动态特征进行了仿真和实验研究,分析了润滑膜厚度随转速的变化规律及其频谱特征,得出了支座松动时敏感润滑膜厚度的动态变化规律。利用此特征识别旋转机械支座松动故障,可避免基于转子振动信号对支座松动故障识别的不足。     

高速电磁阀模型建立及响应特性研究

高速电磁阀在控制系统中应用越来越广泛,其响应速度直接影响了系统的性能。讨论了高速电磁阀数学模型的建立,然后通过运用Matlab软件中的Simulink对电磁阀的数学模型进行仿真,分析电磁阀的响应特性。研究结果表明:所采用的逆推、分段方法为电磁阀响应特性的研究提供了一个新思路,它能快速、准确得到电磁阀各参数对其响应特性的影响。最后对高速电磁阀的应用进行了展望和讨论。     

基于光纤位移传感器的轴承最小油膜厚度的测量方法

基于光纤传感器的优点和间接测量油膜厚度方法的实用性,从理论上探讨了用光纤位移传感器间接测量圆轴承润滑油膜最小厚度的两种方法:两点测量法和三点测量法。通过对测量方案设计以及误差理论分析,结果表明:两点测量方法的理论测试精度较高,其最小厚度的绝对误差和位置角的绝对误差都较小,适合测试精度要求不高的场合;三点测量方法的理论测试精度比两点测量方法高,其相应各参数的测量误差为零。