硬质履层材料的磨损性能研究

用液相烧结法制备出钢结硬质合金硬质覆层材料FC－Ⅰ和FC－Ⅱ，并对其磨损性能进行了研究。结果表明：该材料的抗磨能力远优于基体材料45钢，FC－Ⅰ的抗磨损能力好于FC－Ⅱ。     

基于等工艺能力指数法解算装配尺寸链

在分析等公差概率法和等精度概率法解算装配尺寸链原理与步骤的基础上,提出了一种经济合理、更符合生产实际的解算装配尺寸链的方法。依据零件的结构特点、采用的工艺方法、工人的技术水平和设备的加工能力等因素分配组成环公差的方法——等工艺能力指数法,推导出了按等工艺能力指数法解算装配尺寸链时组成环公差值的计算公式。具有广泛的实用性和推广价值。     

基于LMS7002M的小型机载无源定位系统设计与研究

在无线电管理中,为提高干扰源定位精度,设计一种基于LMS7002M的小型机载无源定位系统。采用小型化多机协同机载无源定位技术,FPGA为信号基带处理核心,LMS7002M芯片进行无线信号的射频接收和前端处理,通过卡尔曼滤波的序贯融合定位算法,将信号进行TDOA-AOA联合定位解算。实际现场测试结果表明该测量系统能够达到干扰源定位查处的要求,有效的提高了定位精度。     

恶劣环境下GPS接收机定位算法研究

为了解决在恶劣环境下卫星信号被遮挡时GPS接收机无法定位的问题,将接收机钟差等效为可见卫星,并根据钟差预测值辅助GPS接收机进行定位解算.提出了基于时间序列分析理论的接收机钟差组合预测模型,然后将钟差预测值引入到GPS接收机中,通过扩充观测方程以实现接收机三维定位解算功能.分别在静态以及动态情况下应用实测数据进行验证,结果表明:该模型适合于钟差序列预测;在仅有3颗卫星的恶劣环境下,该方法可以提供满足导航定位精度要求的GPS接收机三维定位信息.     

基于多目标遗传算法的Stewart平台运动学正解解算

Stewart平台的运动学解算是指对驱动杆杆长与动平台位姿的对应关系的求解。其运动学逆解只需根据空间坐标变换求得,而运动学正解需要对12个非线性方程进行解算。普通的数值解算方法迭代步数多,求解精度低。为解决Stewart平台运动学正解的解算问题,将pareto最优化理论引入遗传算法,提出一种基于多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)和最小二乘理论结合的算法。利用算法生成上平台姿态,利用反解解算出姿态对应的杆长,与已知杆长进行最小二乘拟合分析,当拟合度极高时认为此时的位姿即为运动学正解结果。此算法将上平台姿态的6个参数求解转化成多目标最优化问题,其只需迭代102次左右便能输出最优解,单次结果输出用时在1 min以内,且求解的均方根值误差不超过0. 1。是一种求解速度快、精度高的可行的运动学正解解算方法。     

低成本IMU与RFID技术结合的AGV实时定位方法研究

针对低成本惯性测量单元(IMU)在室内定位应用中普遍存在漂移严重、精度较低等问题,通过实验分析低成本传感器误差特点,并提取其定位误差特征,提出一种基于低成本IMU的自动导引车(AGV)室内实时定位误差补偿方法,以提高其定位精度.为解决惯性导航位置解算存在累积误差的问题,将RFID电子标签作为参考节点,实现累积误差的定期消除,进一步提高AGV的定位精度.实验验证表明,相较于单纯使用低成本IMU定位,这里方法定位精度提高了31％.     

基于恒星像点轨迹的星图填补

数字天顶仪是一种通过拍摄星图进行定位的天文仪器,在采用数字天顶仪拍摄星图时,由于云层等外部因素会导致拍摄的星图存在星点缺失,直接影响到仪器的定位精度。为了提高仪器的实用性和对环境的适应性,本文推导了恒星像点轨迹,并提出了一种基于恒星像点轨迹的星图填补方法,该方法构建了缺失星图与相邻两幅星图之间的像点填补模型。实验数据表明,采用该方法能够对星图进行较好地填补,通过填补后的星图解算的定位误差在0.01″以内,使定位精度基本保持了不变。     

克服不可定节点影响的区分定位方法研究

随机布设的传感器网络难免存在一些位置无法唯一确定的节点.已经发现不可定节点与可定点一起进行定位解算会导致可定点定位精度下降.为了解决这一问题,提出区分定位(differentiated localization,DL)设想,其中可定节点进行集中定位解算而不可定节点则单独进行最小二乘估计.针对现有的可定性判断准则RR3P(redundant rigid 3 path)和RR-3P(redundantlyrigid-3 path)计算复杂度高的问题,提出基于度数的可定性判断准则3D(3 degree).仿真分析和实验验证表明,可定性判断准则3D与RR3P和RR-3P下网络的定位性能相差无几,而计算机复杂度从O(N3)降低到O(Nlog N).在3D准则下,区分定位策略能够使得网络的整体定位精度提高至少50％.     

基于改进NSGA-Ⅱ的航空发动机管路多目标布局优化

为了提高航空发动机管路布局的优化效率,提出一种基于改进NSGA-Ⅱ的航空发动机管路多目标布局优化方法。为了提高NSGA-Ⅱ的全局搜索能力,提出一种新的种群更新机制,在进化过程中采用拉丁超立方方法对种群的部分较差个体进行替换,同时保留原有的精英保留策略,以达到全局搜索能力与收敛性的均衡;采用三维凸包对敷设空间进行建模,基于B样条曲线设计了个体编码方式;以管路长度及平滑性为优化目标,应用改进NSGA-Ⅱ求解发动机管路布局Pareto解集。通过数值算例及管路敷设仿真验证了所提方法的可行性。     

基于SINS的采煤机动态定姿技术的应用研究

针对煤矿井下环境复杂,采煤机定姿定位精度差,无法满足综采自动化控制要求的现状,提出了一种基于SINS(捷联惯性导航)的采煤机动态定姿技术,其利用SINS中的三轴陀螺仪和加速度计量设备对采煤机在井下运行时的角速度和加速度进行动态连续跟踪测定,将测试结果通过SINS位姿解算方法进行解算,获取采煤机工作时的实时的位置和姿态信息数据,从而实现对采煤机的动态跟踪,精确定位。通过对该动态定姿技术的验证,其在采煤机工作时的位姿跟踪测量误差保持在0.43 m以内,跟踪连续性好、稳定性高、抗干扰能力强,完全满足煤矿井下恶劣环境中采煤机精确的位姿测量要求。     

Imageware中光滑拼接曲面的方法

逆向工程软件的曲面反求中,曲率较大的地方往往难以得到较好的曲面反求效果,针对该问题提出了一种基于曲率变化的分块曲面构建拼接方法。该方法根据曲率显示的点的颜色特征进行点云数据的分割,分别获得单片光滑曲面,然后将单片曲面拼接起来以实现完整的自由曲面造型。在曲面拼接过程中,调整两片曲面相邻两列控制点,使其三点共线,以达到拼接处一阶连续。最后通过一个典型的实例证明该方法构造的曲面与原始点云的最大误差为由点阵直接拟合生成的曲面误差的1／3,为由点一线一面构造的整块曲面误差的1／5。     

光线坐标对结构参数一阶和二阶偏导数的解析算法

本文以多元复合函数的微分法则为基础，从光线追迹公式中对象面上光线坐标对结构参数的一阶解析偏导数进行了推导，并首次提出了光线坐标对结构参数二阶偏导数解析求导的算法。以此为基础可以进一步得到光学自动设计中各种象差及目标函数对设计变量的所有解析一阶、二阶偏导数。本文同时给出了相应的推导过程和计算实例。通过与差分法求导对比计算表明：解析偏导数不仅无原理误差，而且大大地减少了计算量，可直接应用于光学系统优化设计。     

Identity of simultaneous estimates of control points and of their estimates by the lofting method for NURBS surface fitting

For reverse engineering, nonuniform rational B-spline surfaces are fitted to measured coordinates of points. Two methods are often applied. The first one consists of simultaneously estimating the unknown control points of the surface. The second method is a special case of the lofting or skinning method where cross-sectional curves are not interpolated but fitted to the measurements, thus obtaining the control points. This approach is considered to give an approximate solution of the first one. However, it is shown here by an analytical proof and confirmed by a numerical example that both methods give identical results. Since the computational complexity of the first approach is the square of the second one, the simultaneous estimation of a large number of control points should be avoided.     

二阶时滞系统内模PID控制的研究

对于二阶时滞系统的内模控制,传统处理方法是对时滞的部分采用传统Pade逼近,这种方法容易引入零点使低阶对象在逼近的起始部分出现波动。该文采用一种新的全极点逼近法,设计基于内模原理的PID反馈控制,只需调整一个参数。并对二阶对象的时滞部分采用全极点和传统Pade逼近仿真实验。仿真结果表明：所采用的方法近似程度高,在IMC-PID转化后,仍然可以得到很好的控制效果。     

磨粒图象背景光照不均匀分布图象预处理

针对磨粒图片背景亮度呈现分布不均的问题，采用两种计算机图象处理方式进行了预处理，得到比较完整的二值图。第一种方式是：在没有铁磨粒情况下采集背景亮度变化，通过数字处理得到背景亮度变化的差值，然后将亮度补偿到铁谱图上。试验结果表明，该方法在边缘信息损失很小的情况下，得到磨粒二值图。第二种是：在不能得到背景光的条件下，通过一阶和二阶差分处理及其变形方法，来消除背景梯度变化，从而消除背景光的低频噪声。从试验效果来看，一阶和二阶差分不仅能进行边缘检测，而且能通过卷积运算消除背景光分布不均，磨粒边缘有点扩大，有些少量信息损失掉了，这种损失可以用图象形态学中的腐蚀的方法消除。两种方法相比，采用背景补偿的方法效果更好一些，在条件许可的情况下尽量采用背景光补偿方法：     

齿轮系统拍击振动中的高速碰撞和低速接触

针对以往研究齿轮系统拍击振动方法存在的不足，提出了齿轮系统拍击振动中高速碰撞和低速接触的概念。在分析计算基础上给出了区别高速碰撞和低速接触的判断标准，并提出了分析齿轮系统拍击振动的新方法。利用所提出的新方法研究发现，齿轮系统的拍击振动存在3种不同类型，即无回弹的时而啮合时而脱啮拍击振动状态、有回弹的时而啮合时而脱啮拍击振动状态以及完全的脱啮拍击振动状态，而不同类型的拍击状态在振动强度上有很大的区别。     

单盘柔性转子瞬态平衡

19世纪50年代发展起来的柔性转子瞬态平衡方法已发展的十分成熟。本文在这种相对成熟的方法的基础上,通过对单盘柔性悬臂转子的加速瞬态动力响应特性的分析研究,建立了单盘柔性悬臂转子的瞬态动平衡方法。该方法只需转子的一次加速启动过程就可识别出转子不平衡的方位。再通过一次加试重加速启动过程可以识别出转子不平衡量的大小。仿真研究结果表明,本文的方法是有效和实用的。     

Optimal synthesis of four-bar steering mechanism using AIS and genetic algorithms

Synthesis of four-bar Ackermann steering mechanism was considered as an optimization problem for generating the best function between input and output links. The steering mechanism was designed through two heuristic optimization methods, namely, artificial immune system (AIS) algorithm and genetic algorithm (GA). The optimization was implemented using the two methods, length was selected as optimization parameter in the first method, whereas precision point distribution was considered in the second method. Two of the links in the first method had the same length to achieve a symmetric mechanism; one of these lengths was considered as optimization parameter. Five precision points were considered in the precision point distribution method, one of which was in the straight line condition, whereas the others were symmetric. The obtained results showed that the AIS algorithm can generate the closest function to the desired function in the first method. By contrast, GA can generate the closest function to the desired function with the least error in the second method.     

面向装配的机械产品设计

讨论了面向装配的机械产品设计的两类方法，即在产品设计时考虑产品装配性能的设计准则法和基于装配规划分析反馈信息，对产品进行再设计，改善产品装配性能的反馈法。提出了面向装配设计的准则和装配规划分析方法。     

数控车床上料机械手设计

对数控车床自动上料过程进行设计,并进行仿真分析。机械手上料采用主轴孔的顶料过程,当一根料顶进主轴孔后,然后再用第二根料顶前一根料,采用后料顶前料的方法,降低了上料时间并提高生产效率。