基于Modelica语言的复杂机械系统统一建模平台研究

研究了基于Modelica语言的复杂机械系统统一建模平台MWorks的关键技术。在分析Modelica模型描述和Modelica标准库（MSL）结构的基础上，设计了基于Modelica语言的可视化建模系统框架，提出了基于有向无环图的MSL内存存储模式，提高了可视化建模速度；提出了基于实体句子匹配的快速图文切换算法；设计了基于句子的线性二叉树结构，实现了文本和图形编辑环境相统一的恢复操作。最后给出了MWorks系统的建模实例。     

复杂机械系统动力学动画仿真的研究

采用面向对象的思想,对多体系统模型及其仿真结果数据的组织作详细探讨,在自主开发的复杂机械系统动力学仿真分析平台InteDyna上,提出并实现一套仿真结果的动画显示方案,并在汽车整车动力学仿真结果动画显示中证明该方案的有效性。     

基于多体系统理论的数控机床误差建模

基于多体系统运动学理论的基本原理并结合一台专用数控机床，阐述了多体系统的拓扑结构，低序体阵列，以及特征矩阵的构建方法。分析了多体系统有误差运动的基本规律，研究了根据特征矩阵得到综合误差的算法。     

动力学仿真中的子系统建模技术研究

针对目前复杂机械系统动力学仿真软件建模效率偏低、模型无法重用、用户起点高等缺点,对复杂机械系统动力学仿真中的子系统建模技术进行了研究.提出了多级子系统的坐标切换方法,设计了子系统模型的接口方案,并提出了子系统的装配算法和面向子系统装配的参数化求解算法.在算法研究的基础上,开发了子系统建模组件和汽车子模型库,并集成于动力学仿真分析平台InteDyna.通过与某汽车企业合作,将InteDyna应用于多款车型的整车动力学仿真分析和实车试验,验证了子系统建模技术的有效性与可靠性.     

数控机床综合误差分析与建模研究

分析了影响机床精度的误差来源及运动副的误差运动学原理。以一台三轴数控机床为研究对象,利用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态,建立误差综合数学模型,模型中不仅包含了几何误差且包含了热误差和切削力误差,可为其他类型的机床误差综合建模及补偿提供参考。     

加工中心在线检测误差补偿技术研究

提出了加工中心在线检测误差通用数学模型,研究了测量系统误差参数辨识方法,实现了基于模型的加工中心在线检测软件误差补偿。对标准试件的检测及补偿结果表明,补偿后加工中心检测精度提高５３．８％以上,加工中心在线检测误差补偿实验结果证明了提出的误差补偿方法的可行性和有效性。     

基于多体系统运动学理论的坐标测量机误差自动建模

研究分析了运用多体系统运动学理论对复杂机械如坐标测量机进行误差建模的基本原理,介绍了误差自动建模过程。以FXYZ型立式三坐标测量机为例进行了误差建模,给出了空间误差模型具体数学表达式。理论分析和实际应用显示所述方法很好地解决了误差建模的通用性问题,为精度分析和误差补偿等提供了一个理想的误差建模方式。     

基于多体理论模型的加工中心热误差补偿技术

基于多体系统理论,建立了数控加工中心热误差模型,并提出其误差补偿方法,以三坐标MAKINO加工中心为例,建立了具体模型并进行参数辨识,优选了4个测温点,实时测量其温度,作为误差参数辨识模型的输入值,实现了软件实时补偿,在该加工中心上分别沿3个坐标方向加工一系列表面并比较加入热误差补偿的结果,测量结果表明补偿效果显著,实践说明本文所建热误差模型的有效性和补偿方法的可行性。     

用于复杂机械系统状态监测的综合决策模型研究

针对复杂机械系统中体现机器运行的状态信息所具有的的多元化、强耦合性等特点，提出了一种对多源信息进行优化综合、分类决策的监控模型，通过建立多元信息矩阵并向关联矩阵、特征矩阵以及故障状态矩阵的依次转化，最终通过建立集成神经网络实现了对系统运行状态的有效监测。仿真结果证明了决策模型的可靠性。     

四轴联动加工中心误差补偿技术的研究

基于多体系统理论建立了四轴联动加工中心的运动误差模型,提出了几何误差参数的辨识方法以及相应的测量技术,运用传统的测量方法与先进的Ｒｅｎｉｓｈａｗ８测量系统相结合可准确地辨识出四轴联动加工中心的２７项误差参数;在四轴联动加工中心上进行软件误差补偿一坐标测量机进行了检验。结果表明,建模方法具有较强的实用性,对多坐标联动加工中心误差补偿效果明显。     

基于多体系统理论的汽车凸轮轴磨削几何误差建模与辨识技术理论研究

针对汽车凸轮轴磨削加工中存在的精度问题,从提高MKS8332A数控凸轮轴磨床几何精度出发,以达到提高凸轮轴磨削精度和加工效率为目的进行了相关研究。运用多体系统运动学理论,分析并建立了该磨床磨削高精密凸轮轴过程的几何误差模型,推导出了该磨床精密加工运动约束条件方程;在多体系统理论误差参数辨识模型基础上,结合球杆仪测量原理所提出的辨识方法,能够很好地对该磨床的几何误差参数进行辨识;在此基础上研究了精密数控指令和逆变凸轮廓形的求解算法、理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法;最后给出了凸轮廓形曲线的拟合方法和刀具路线的计算方法。      

基于多体系统理论的三坐标数控铣床几何误差建模

分析了数控机床主要误差来源和现有误差补偿技术;阐述了多体系统的拓扑结构、低序体阵列和特征矩阵的构建方法.以XK0820型三坐标数控铣床为例,运用多体系统理论建立了该机床的几何误差模型,说明了建模过程,给出了几何误差模型的具体数学表达式.     

五轴铣削加工精度预测系统开发研究

五轴联动数控加工运动复杂,影响零件加工精度的误差因素很多,针对目前五轴加工误差模型比较单一,还没有将多个误差因素综合考虑起来进行分析及预测的现状,提出了基于多体系统理论建立工艺系统综合误差模型的统一方法,详细研究了工艺系统综合误差模型的计算机映射方式,基于VS2010与OpenGL开发了具有可视化交互界面的五轴铣削加工精度预测系统,可在加工前对零件的加工精度进行预测。实际切削加工试验证实了该系统对零件加工精度预测的准确性和有效性,表明基于多体系统理论的精度预测方法是可行的。     

灰色系统模型在机床热误差建模中的应用

提出了采用灰色系统模型进行机床热误差建模的基本原理及方法，以及其在机床热误差补偿建模中的应用。论述了如何利用实测的热误差序列，通过对全数据GM（1，1）模型、新信息GM（1，1）模型和新陈代谢GM（1，1）模型进行机床热误差建模和预报，得出了新陈代谢GM（1，1）模型是机床热误差补偿建模最理想模型的结论。     

位移传感器动态测量系统的误差建模研究

为进行动态测试系统的误差溯源研究,以一种差动互感电感式位移传感器动态测试系统为研究对象,分析各部分的动态测试特性,分别建立了各环节的单元传递函数与误差函数,并根据全系统动态测试精度理论,建立了该系统总的传递链函数及误差传递”白化”模型。     

数控机床误差元素建模技术

根据建模理论和工程判断针对数控车床各误差元素的不同特性,将误差元素分为三种不同形式,并对于不同的误差元素给出了不同的数学模型建立方法.理论分析与补偿试验充分证明了这种分类方法及由此建立的数学模型的合理性和正确性.     

机械转动系统的网络法建模

电路网络法建模可以通过看电路图直接写出其传递函数形式的数学模型,键图法可以很容易地将机械转动系统的键图绘制出来。本文将电路网络法以键图为中介推广应用到机械转动系统中去,即将机械转动系统绘制成键图,然后将该键图转换成等效的电路图,再根据电路网络法直接写出其传递函数形式的数学模型。实例推导证明本方法比较简单、快速、直观。     

产品设计系统中复杂曲面建模的研究

现代的工业产品日益趋于人性化,要求产品的外观设计追求流线型,既要讲究时尚,表现科技感,也要符合人机工程学,有优美的曲线以给人人文的关怀。以某军用品厂为例说明了军用品的设计也越来越重视这方面的设计。另外还分析了基于不同曲面造型方法产生模型的矛盾。     

广义机械系统概念设计模型与关键问题

研究了概念设计过程的发展，归纳出瀑布模型、原型模型和喷泉模型三种模型，并提出了平面螺纹模型。为便于计算机实现，提出了设计方案生成的空间螺旋模型。详细讨论了概念设计的设计要求、初始方案生成等 关键问题，强调设计要求分析要注意功能的条件性和主次性关系。与以往功能分解作功能匹配呈明显先后顺序，相互割裂不同，提出了功能分解与功能匹配是呈螺旋上升交替进行的观点。最后通过油田修井机系统设计实例，对广义机械系统概念设计的上述观点和模型做了进一步阐述和验证。