变截面辊弯成型装备的机电动力学分析及其系统控制仿真

机电动力学模型综合考虑了成型装备系统的机械部分与电磁部分,并把二者有机地结合起来。运用拉格朗日-麦克斯韦方程,用能量的方法建立机电系统耦合的数学模型,研究机电耦合的相互作用规律,可行而有效地解决了机电耦合系统动力学问题。多自由度的机电动力学系统往往是多输入、多输出、非线性、强耦合、不确定的系统,应用拉格朗日-麦克斯韦方程,可以方便地建立该系统的微分方程组,从而通过控制伺服电机运动参数的方法,达到精确控制整个系统的目的。     

机电耦联整形机床主轴系统动力学仿真

机电耦合系统动力学是多学科交叉的、非线性、强耦合的机电一体化理论问题,目前还没有一个成熟的机电耦联动力学建模和仿真计算方法,针对机电耦合整形机床主轴系统,建立了包括机械机构和伺服电机一体化的动力学模型.最后运用Matlab进行仿真计算并进行了分析.计算机仿真结果验证该种动力学建模的可行性和正确性,是解决该类问题的有效途径.     

并联机构机电耦合动力学计算

并联机构动力学模型是一个多输入、多输出、非线性、强耦合的复杂机电系统,目前还没有一个成熟的并联机构动力学建模和仿真计算方法.针对三自由度并联机构,建立了包括机械机构、伺服电机一体化的动力学模型.最后在设计好的运动平台轨迹下,计算了移动腿的位移、驱动电机的负载转距;分析了移动腿的误差.计算机仿真结果展示了控制器对机构位移和伺服电机转距良好的控制.     

永磁直线进给系统多柔性体机电耦合动力学特性分析

针对高精度数控机床直接驱动进给系统动力学特性易受机械部件弹性变形、电气系统控制参数影响的特点,从机电耦合角度出发,用有限元法将永磁直线进给工作台进行柔性化,应用拉格朗日-麦克斯韦方程建立直线进给系统多柔性体的机电耦合模型。结合有限元分析软件ANSYS、动力学仿真软件ADAMS建立直线进给系统多柔性体的机电耦合仿真模型,并对系统进行动力学仿真分析和实验验证。结果表明,工作台柔性化更接近真实的工作情况;电气控制参数对系统动力学特性有显著影响。直线进给系统多柔性体机电耦合模型的建立可为直接驱动系统结构优化设计提供依据。     

固体火箭发动机药柱整形装备机电耦联动力学建模与计算

机电耦联系统动力学系统是典型的多输入、多输出、非线性、强耦合、不确定性系统.机电耦联系统动力学的建模与计算对于深入研究机电一体化装备整机动力学性能,改善控制精度等方面具有重要意义.据此,针对固体火箭药柱整形装备主轴部件2自由度机电耦联系统,运用Park变换推导该系统基于伺服电动机dq0坐标系的拉格朗日-麦克斯韦方程,建立包括机构、伺服电动机和控制器的系统微分方程组.该机电耦联动力学建模方法不需测量电动机的磁路尺寸,只要测量电动机dq0坐标系绕组电感和永磁体磁链的幅值就可直接列出微分方程,推导简洁高效,便于应用.动力学微分方程求解采用稳定性较好、数值精度较高的Hamming方法实现方程组高效的求解.仿真结果证明动力学微分方程推导正确,求解高效.     

光电经纬仪的机电动力学建模与耦合

以光电经纬仪伺服跟踪系统为研究对象,基于动量矩定理和欧拉动力学方程,推导出了系统中跟踪架非线性的双轴耦合动力学模型,对跟踪架各轴间的转动惯量耦合、速度耦合及动力学耦合作用规律进行了研究,从理论上给出了它们之间的解析关系式。根据系统中执行元件力矩电机的方程,最终建立了描述跟踪伺服系统中被控对象动态特性的机电动力学模型,分别采用比较测试方法与计算机仿真方法验证了理论模型的正确性,为后续研究、设计高精度的跟踪控制器和控制参数的选取及优化提供了理论参考和模型基础。     

两自由度可控连杆机构系统机电耦联动态方程及其响应

针对控制电动机转子偏心时不均匀气隙磁场,分析其实际运行状态的机电耦合关系,建立以电机横振、扭振为节点位移的伺服电机单元,应用有限单元法建立含电机电磁参数和弹性连杆机构结构参数的系统非线性机电耦合动力学模型.通过对算例的数值计算,得出系统弹性振动固有频率和弹性位移响应随时间的变化曲线.结果表明,电机对机构弹性位移的影响不可忽视.文中的工作为此类系统进行动态优化设计提供一定理论依据,也为研究此系统动态特性打下一定的基础.     

面向机电耦合振动抑制的电主轴系统匹配特性研究

电主轴系统存在复杂的机电耦合作用,若系统机电参数匹配不当,将引起机电耦合振动,导致系统稳定性下降,工件加工表面质量降低。利用将电动机与主轴系统机械特性分离的动力学分析方法难以对系统的机电耦合振动进行有效的分析评价,也难以实现系统机电特性的优化匹配。提出基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法,利用所提出的方法研究磨削电主轴系统逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮机械参数对脉动转矩及定子电流频谱特性的影响,并在凸轮轴磨床上进行试验。揭示系统机电耦合振动的物理机制,提出通过优化逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮参数抑制机电耦合振动的方法。经理论与试验分析证实,通过优化逆变器工作参数可有效抑制机电耦合振动,提高系统匹配特性和磨削质量,从而证实所提出的基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法是有效可行的。     

一种并联机器人机电耦合多能域系统动力学参数辨识、控制及试验

以平面2-DOF冗余驱动并联机器人为研究对象,结合拉格朗日方程和键合图两种方法,建立了该机器人机电耦合多能域系统动力学模型。针对该机构特点,提出了一种将动力学模型线性化的待定系数法,通过该方法,经过严密的数学推导,得到了机电耦合多能域系统动力学模型的线性化形式,避免了传统的简化方法得到动力学模型线性化形式带来的误差。以五次多项式改进的傅里叶级数优化并联机构末端激励轨迹。搭建了动力学参数辨识试验平台,以加权最小二乘法对其机电耦合多能域系统的动力学参数进行了基于试验的辨识研究。所提的辨识策略不仅可以辨识出机器人机构本体的惯性参数与关节摩擦参数而且还可以辨识出电动机和减速机的等效转动惯量以及等效阻尼系数。设计了基于计算力矩的力位混合控制策略,并将辨识出的动力学参数应用到控制策略中,通过试验验证了机电耦合多能域系统动力学参数辨识的实用性与基于计算力矩的力位混合控制策略的有效性。     

基于机电耦合的数控铣滚齿复合加工动力学仿真

数控机床机电耦合动力学模型是一个非线性、强耦合的系统,其建模与仿真技术是数控机床动态性能分析的难点,针对数控铣滚齿复合机床的垂直进给伺服系统,以三相永磁同步伺服电动机理论模型为基础,在ADAMS和MATLAB中建立包括伺服电动机、控制系统和机械系统的伺服系统机电耦合动力学模型,并对三环PID控制参数进行了整定。仿真结果表明,伺服驱动系统具有准确性、快速性和稳定性,在此基础上还分析了控制系统、机械系统和切削载荷对机电耦合系统动力特性的影响。     

确定6自由度6-3-3并联机构位置正解的数值方法

首先,基于机构学理论和6自由度6—3—3并联机构的基本几何关系。利用MATLAB符号数学计算工具箱得到了求该机构正向位移解的非线性方程组。接着将谊方程组的求解问题转化为非线性最小二乘问题,使用MATLAB优化工具箱库函数lsqnonlin求出了具有明确工程意义的正向位移解。最后,给出了一个算侧。     

行星齿轮厚油膜均载系统参数分析计算方法

利用轴向有限长雷诺方程推导了油膜承载能力表达式，结合行星轮的受力分析，建立了包含偏心率和半径间隙的力平衡方程。在分析各种误差的基础上，推导出综合当量误差和油膜变形量的位移平衡方程。利用上述两方程联立求解偏心率和半径间隙。同时，利用表面粗糙度概念建立最小油膜厚度判别式，为修正宽径比和选择合理的润滑油动力粘度提供依据。结合已知型号的NBF行星减速器作厚油膜均载设计计算，其结果符合工程实际要求。证明该方法是可行的。     

平面曲柄滑块机构函数综合的混沌方法

采用简单的牛顿迭代法迭代，并将非线性方程视为非线性的动力学系统，利用使得系统产生混沌的Julia集的点，求解方程的全部实数解。而Julia集的点在Jocobi矩阵行列式值为零的解集的邻域内，给定矩阵的行列式值的表达式的一些变量为已知，仅只有一个变量未知，把它转化为一元非线性方程，进而求出其全部解。再确定未给定变量的搜索范围，运用粗、精选代在其邻域内求解即可。运用该算法编写了MATLABB程序，对平面曲柄滑块机构的函数综合问题进行了研究，得出了Jocobi矩阵的通用表达式，从而找到了实现最大精确点时该问题的全部解，为实际的平面曲柄滑块机构的设计提供了多种选择方案，为机构学设计提供了全新的方法。     

基于CATIA的齿轮精确渐开线参数化建模

介绍了利用三维软件CATIA生成齿轮的全新方法,并建立了齿轮参数化三维模型。通过 f（x）输入齿轮的基本参数,通过fog输入渐开线参数方程,利用草图、凸台、混合、平行曲线、圆角、外插延伸等生成精确的齿轮渐开线,建立精确的齿轮三维模型。     

Equation of state for carbon dioxide

An equation of state (EOS) for carbon dioxide has been presented by Span and Wagner (1996). This equation of state is accurate but contains many terms. Some of the terms are complex exponential which become difficult for computation. Therefore a new simple equation of state with 30 terms is proposed. Bank of terms are suggested and an optimum set of terms is selected by a random search method. This new equation of state with less terms and simple exponential is simpler to use. The two equations of state are compared with the available experimental data. The results show that the new EOS is less accurate than Span and Wagner in gas and liquid regions but more accurate in the critical region.     

3-RSR并联机器人动力学研究

该文利用雅可比矩阵建立了3-RSR并联机器人动平台惯性力、惯性力矩和重力到驱动关节的映射关系，在合理的假设基础上，运用牛顿欧拉动力学方程得到了比较精确的动力学模型。再用拉格朗日方程建立动力学模型并和前者比较，在同样假设情况下，给出数值实例，两个模型的计算结果完全一致。牛顿欧拉法比拉格朗日法减少了大量的计算，但动力学模型仍保持3-RSR并联机器人的动力学特征，用牛顿欧拉方程建立的模型作为驱动力矩控制设计的基础是可行的。     

某转管武器双向环形弹簧缓冲器的设计

深入研究了武器缓冲问题,提出了使用双向环形弹簧缓冲器,建立并求解了缓冲运动的微分方程,并给出了缓冲器的具体设计流程,可为缓冲器的设计和使用提供参考。     

非圆链轮节曲线优选

探讨了非圆链轮传动中，基于理论松弛量的非圆链轮节曲线的优选，建立了在最小理论松弛量时，非圆链轮节曲线优选的数学模型，并利用C语言编程进行了实例分析，得出了最优非圆链轮节曲线的切线极坐标方程。     

基于单调性分析和GROEBNER基法的符号优化方法

本文提出一种用Ｇｒｏｅｂｎｅｒ基法在于单调性分析的优化设计问题符号形式最优解的方法。该法对优化问题的从单调性分析得出的子问题的等价方程组直接求解，根据该方程缄的特点建立了方程项和变量的排序的法则，从而快速地得到以三角化Ｇｒｏｅｂｎｅｒ基形式表示的优化问题的符号形式的最优解。文中具体算例说明了方法的有效性和优点。