面向并行集成环境的CAPP技术

在液压缸并行设计系统中,提出了ＣＡＤ ＣＡＰＰ并行集成的思想,认为零件设计与工艺设计是一个宏观上并行,微观上串行的过程。应用特征技术建立了面向并行集成环境的零件模型;建立了基于知识的工艺决策;给出了面向并行集成环境的ＣＡＰＰ系统的总体结构和信息需求;实现了面向并行工程的液压缸ＣＡＰＰ系统。     

造纸机横向控制多微处理机系统设计

纸机定量横向分布控制是一个高维多变量工业控制系统,直接设计控制器存在着控制算法在线计算量大、难以实时实现的困难.本文通过引入新型的控制变量约束,对系统进行分块解耦,提出了控制算法的一种分散化并行实现策略,并给出了相应的多微处理机系统并行实现结构.     

同步并行图像采集系统的设计

本文介绍了利用多路面阵CCD检测运动目标轮廓的并行图像采集系统,叙述了同步并行图像采集的原理,给出了同步并行采集的实现方法,提出了基于PCI总线的硬件结构和设计方法,实践证明,该设计满足实际要求.     

级进冲模CAD应用研究

将系统集成原理应用于级进冲模并行CAD中,围绕实现级进冲模排样、模具主要结构以及主要零部件的并行设计应用进行了研究和分析.     

虚拟环境下面向并行工程的产品信息建模与研究

目前传统的产品开发模式已不能满足激烈的市场竞争要求。虚拟设计和并行工程是现代产品设计新型技术,而产品信息模型是虚拟环境下并行设计的基础,在对产品模型信息需求进行分析的基础上,提出了集成产品信息模型并行设计结构框架,阐述了基于STEP标准集成产品信息模型构建过程和具体的实现过程,解决了集成产品模型的多视图表达和产品结构树等关键技术,给出了产品结构树的具体实现算法,最后建立了面向并行设计的集成产品信息模型,并对该信息模型进行了分析评价。     

基于Agent的产品并行开发过程管理系统

提出一种基于Ａｇｅｎｔ的产品并行开发过程管理系统,分析系统的结构,阐述主要Ａｇｅｎｔ的功能和工作原理,并说明Ａｇｅｎｔ的构造和系统实现方法。基于Ａｇｅｎｔ的产品并行开发过程管理系统具有结构灵活,适应性强等特点,为产品并行开发过程提供了有力的支持工具。     

并行数控系统研究

从分析现有数控系统的瓶颈出发，总结了制约数控系统性能的两条共性规律，提出了并行数控系统理念。分析了并行数控系统的特点及其与现有数控系统的区别，对并行工作数控系统的组织结构、接口类型、实现彼术、实现模型等方面进行了系统的研究。在基于WinNT的全软件数控系统上进行了工程实现，取得了良好的效果。     

基于整数编码并行遗传算法的复合材料螺旋桨结构优化设计

提出一种针对大型复合材料结构铺层厚度和铺层顺序同时进行优化的整数编码并行遗传算法,并将该优化方法应用于复合材料螺旋桨结构优化问题.首先,在区域划分的基础上,对每一单层设定一个长度控制因子来决定单层的铺设区域,以实现对大型复合材料结构的整体一次性优化.然后对遗传算法进行改进,使之成为一种能同时优化铺层厚度和铺层顺序的高效算法.并采用并行编程语言标准MPI( message passing interface)构建并行编程环境,利用主从式并行遗传算法框架,实现遗传算法在单机多进程上的并行计算.最后针对复合材料螺旋桨结构进行优化设计,以验证该方法的高效性,并分析并行遗传算法的加速效果.     

并行工程环境下智能化CAPP系统若干技术的研究与实现

本文分析了并行工程环境下并行设计的实质,认为实现计算机辅助并行设计的关键是研究和开发面向并行工程扔ＣＡＰＰ。在给出ＣＥＣＡＰＰ系统的总体结构及其特点后,详细讨论了ＣＥＣＡＰＰ的实现集成化,工程化,智能化时的几个关键技术。     

夹具设计的并行性研究

本文主要论述了实现产品设计与夹具设计的并行方法，包括不同阶段的产品设计与夹具设计的并行，不同批量的产品设计与夹具设计的并行，不同类型的产品设计与夹具设计的并行，最后介绍了作者开发的面向并行工程的计算机辅助夹具设计系统的原理结构和功能，并给人具设计实例。     

双环平行网络时延及可靠性分析

针对环网的不足,提出双环平行网络,并分析双环平行网络的时延和可靠性。使用图论知识表示双环平行网络的拓扑结构,在此基础上分析其直径、平均距离、连通度和容错性等性能参数。双环平行网络的直径和平均距离约为环网的一半,其传输时延也约为环网的一半。双环平行网络的连通度和边连通度比环网大1,其可靠性远远高于环网。实验结果表明,环网与双环平行网络的时延之比为1.90∶1,验证了双环平行网络的传输时延约为环网一半的结论。     

2-PRS-PRRU并联机构运动学与奇异分析

[PP]S类并联机构可实现1移动自由度和2转动自由度,具有广泛的应用前景。2-PRS-PRRU并联机构属于[PP]S类并联机构。运用螺旋理论分析2-PRS-PRRU并联机构的自由度特性,确定动平台的两条连续转轴。研究2-PRS-PRRU并联机构的伴随运动,证明该机构无伴随运动。建立该机构位置正/逆解模型,推导出位置正/逆解的解析表达式,进而求得该机构的雅可比矩阵。通过对雅可比矩阵的分析,确定机构的逆解奇异、正解奇异和混合奇异。2-PRS-PRRU并联机构具有确定的连续转轴和无伴随运动的特性,使其在实际应用中具有很大潜力。     

Geometric condition of 3UPS-S parallel mechanism in singular configuration

The existing researches on singularity of parallel mechanism are mostly limited to the property and regularity of singularity locus and there is no further research into the geometric relationship between uncontrolled kinematic screw and parallel mechanism in singularity. A 3UPS-S parallel mechanism is presented which fulfils 3-DOF in rotation. The regularity of nutation angle singularity is analyzed based on the Jacobian matrix, and the singularity surface of 3UPS-S parallel mechanisms is obtained. By applying the concept of reciprocal product in screw theory, the singular kinematic screw is derived when 3UPS-S parallel mechanism is in singularity. The geometric relationship between singular kinematic screw and singular configuration of 3UPS-S parallel mechanism is investigated by using programs in MATLAB. It is revealed that there are two kinds of situation. Firstly, the three limbs of 3UPS-S parallel mechanism intersect the singular kinematic screw in space simultaneously; Secondly, two limbs cross the singular kinematic screw while the third limb parallels with that screw. It is concluded that the nutation angle singularity of 3UPS-S parallel mechanism belongs to the singular linear complexes. This paper sheds light into and clarifies the geometric relationship between singular kinematic screw and singular configuration of 3UPS-S parallel mechanism.     

4自由度并联机器人刚度分析

少自由度并联机构应用于机床上时要求具有很高的刚度,而少自由度并联机器人的刚度和机器人雅可比矩阵有很密切的关系。采用螺旋理论方法求出了4-RUC 4自由度并联机构的雅可比矩阵,推导出4自由度并联机器人的刚度计算公式和条件指数计算公式,分析了少自由度并联机器人在某一位置时(z=0)最大和最小刚度所在的方向,给出了这种4自由度并联机器人的最大和最小刚度曲线,通过曲线可以评价出此并联机构在各个方向上刚度大小,为这种机器人的应用和开发提供了有力的依据。     

Conditions for parallel realizable configurations in synthesis of constraint-based flexure mechanisms

In synthesis of flexure mechanism, parallel arrangement is paid more attention due to its advantages, such as compact structure and higher stiffness. Researchers have derived many parallel flexure mechanisms, but seldom discuss which kind of flexure mechanism can be realized via fully parallel arrangement. The realizable conditions proposed in current work are complicated to engineering applications. To solve two problems on how to judge whether a flexure mechanism can be realized via fully parallel arrangement and how to realize those flexure mechanisms which cannot be realized via fully parallel arrangement, the algebraic condition is derived to judge whether a freedom space is parallel realizable after introducing the definition of parallel realizable and some propositions, and the condition is there exist 6-n independent line constraints in constraint space reciprocal to dimensional freedom space. Then the realizable constraint spaces reciprocal to freedom spaces with 1-3 dimensions are provided. As a result, not all freedom spaces are parallel realizable. For freedom spaces that are not parallel realizable, the criterion of decomposing DOF is proposed to achieve all motion patterns via parallel or hybrid arrangement, that is a high dimensional freedom space can be realized via combining several low dimensional freedom spaces which are parallel realizable. Specific decomposing strategies for 4 and 5 DOF are provided and a complete flowchart is presented to guide designing flexure mechanisms, particularly those which are not parallel realizable. As case studies, synthesis processes of two helical and 3T1R motions are provided to illustrate the proposed approach. The proposed method provides a feasible approach to realize all motion patterns.     

并行测试中合成仪器的应用研究

根据并行测试资源需求及合成仪器在并行测试中的应用优势,提出了满足并行测试需求的多通道并行信号产生模块。该模块为并行测试系统提供丰富的激励资源通道,降低了由竞争和死锁现象引起的任务分解与调度的压力,为并行测试系统的搭建提供了很好的支持。     

一种新型6-PTS并联机器人工作空间分析

工作空间是评价并联机器人工作性能的重要指标.以一种由Stewart平台演绎而来的正交6-PTS并联机器人为研究对象,介绍了其机构特点.基于运动学逆解,分析了各分支间的干涉约束、运动副的转角约束和杆长约束,运用搜索法得到其不同高度截面的工作空间图以及三维定姿态工作空间图.工作空间的研究为此类并联机器人的应用与设计提供了直接依据.     

基于李群的两种1R3T并联机构自由度分岔

运用李群理论对1R3T(R--转动自由度;T--移动自由度)并联机构自由度分岔特性进行分析.简要介绍李群理论应用于并联机构自由度分析所需理论基础,对2-~xP~yR~yR~xR~xR/~yP~xR~xR~yR~yR并联机构和2-~xP~yR~uP~xR~xR/~yP~xR~vP~yR~yR并联机构进行自由度分析,通过对分支运动链产生的位移流形及所有分支位移流形的交集分析,证明这两种并联机构具有自由度分岔特性,其动平台的位移集合为{X(x)}∪{X(y)},进而得到具有自由度分岔特性的1R3T并联机构的分支位移流形为{G(x)}{G(y)}或{X(x)}{R(N,y)},同时给出机构的结构几何条件.当动平台平行于定平台时,该类机构处于奇异位形,此时动平台具有5瞬时自由度,机构的自由度分岔通过这一奇异位形实现,需要5个驱动器实现动平台运动的完全可控.     

基于方位特征方程的3T-1R并联机构的拓扑结构综合

以SCARA并联机器人的发展为背景,用提出的基于方位特征（POC）方程的并联机构结构综合方法,详述可实现三维平动和一维转动（3T-1R）的并联机构拓扑结构综合的完整过程,给出了13种拓扑结构类型（包括现有的3种SCARA并联机器人构型）及其分类,从中还可进一步衍生出具有实用价值的新机型。基于POC方程的并联机构结构综合方法,每一步都有确定的公式或准则,思路清晰、操作方便。     

3-TPS(RRR)并联机床设计中的干涉分析

介绍了一种3-TPS(RRR)并联机床,对该机床平行约束机构的构件间、平行约束机构和并联机构间的干涉进行了详细分析,给出了相关构件间干涉判别的计算公式。通过对该机床虚拟样机的干涉检查,验证了干涉判别计算公式的正确性。这些判别公式为该机床原型样机的设计提供了依据。