含间隙曲柄滑块机构的动力学建模及其误差补偿研究

针对含间隙的强非线性系统难以建立较准确数学模型的问题,以含间隙曲柄滑块机构为对象,提出了一种表述接触力的非线性弹簧阻尼模型。首先,运用Nikravesh非线性弹簧阻尼碰撞模型,对含间隙曲柄滑块机构进行了动力学建模;然后,根据逆模型理论,对其建立了含间隙的曲柄滑块机构逆模型;最后,将其与理想的曲柄滑块机构进行对比,就实际机构间隙带来的误差分别进行逆模控制和PID加逆模控制来补偿间隙引起的系统误差。理论分析及研究结果表明:运用Nikravesh非线性弹簧阻尼碰撞模型对含间隙曲柄滑块机构进行动力学建模,该法具有较高的精度,使解决问题的难度大为降低;仿真结果和实验测量结果之间的误差处于合理范围之内,经补偿后提出的逆模型误差补偿策略的精度可以提高52.1%以上;该建模方法和误差补偿策略具有较强的工程应用价值,可以作为数学建模和误差补偿的有效途径。     

基于骨架模型曲柄滑块机构的参数化设计与仿真

对曲柄滑块机构进行了几何分析并确定了其设计参数的取值范围。基于Pro/E的Top-Down设计方法,建立了曲柄滑块机构的骨架模型。通过Pro/Program编程和添加关系式实现了骨架模型参数化设计。基于骨架模型建立了曲柄滑块机构装配模型,并在Pro/Mechanism模块中进行运动学仿真分析,成功地建立了一个参数化设计与仿真系统。该系统能够获取曲柄滑块机构任意位置的运动规律,具有可视化、参数化、操作简单等特点,为教学与生产实践提供指导。     

基于静态间隙杆模型的曲柄滑块机构磨损分析

磨损是导致机械设备和机械零部件失效的主要原因之一,磨损与系统动力学响应的耦合对机构的性能均有重要影响。基于一种转动副反力的简化求解模型,进行了一系列的参数研究。结合达朗贝尔原理对曲柄滑块机构进行动力学建模,利用Winkler弹性地基模型获取界面的接触压力分布,使用Archard模型计算间隙副的磨损深度,建立了含间隙曲柄滑块机构的磨损与动力学耦合分析框架;通过与有限元(FEM)方法的比较发现,该磨损计算耦合模型不但具有相当的求解精度,而且在计算效率方面有质的提升。     

含间隙润滑铰曲柄滑块机构中铰间作用力的可靠度分析

以曲柄滑块机构为研究对象,分析其在考虑转动副间隙和润滑作用下并同时考虑系统参数具有随机性时滑块与连杆铰接处铰间作用力的可靠度问题。利用连续接触模型和流体动力学理论分别求出间隙处接触力及润滑碰撞力,基于Newton-Euler法建立曲柄滑块系统的动力学模型。为了克服因为参数选择不准确而使支持向量机回归的预测精度难以达到目标精度这一缺陷,通过遗传算法对支持向量机回归预测模型的各项参数进行寻优处理,获得最优参数值。然后,考虑系统物理参数及几何参数的随机性,利用该方法给出随机参数与功能函数的近似函数关系式,进而利用Monte-Carlo法计算铰间作用力的可靠度。通过算例验证了方法的可行性和有效性。     

含间隙曲柄滑块机构运动误差分析及其精确控制

为了研究运动副间隙的存在对机构的稳定性产生的影响,本文采用了动力学分析的方法,以含间隙曲柄滑块机构为例建立了数学模型,从影响机构精度的不同原因入手,分析机械的误差来源及特征。并对曲柄滑块机构进行了非线性分析后,对其建立了逆模型,并分别进行了有逆模前馈的开环控制和PID加逆模前馈的闭环控制来控制不稳定性。实验结果表明:利用MATLAB软件中的动态仿真工具Simulink建立的含间隙机构动力学仿真模型,与理想无间隙机构相比,含间隙机构稳定性较差;逆模前馈补偿器有效地减小了系统的非线性误差,提高了曲柄滑块机构的控制精度。     

含间隙铰曲柄滑块机构中接触力计算方法对比研究

为了在开展含间隙铰多体系统动力学性能分析时选择最佳的接触力计算方法,以含间隙铰曲柄滑块机构为对象,建立了含间隙铰曲柄滑块机构多体动力学模型,针对几种接触力计算方法进行系统的对比分析.研究了不同间隙、曲柄转速和恢复系数下,接触力计算方法对曲柄滑块机构动力学性能分析的影响.结果表明,在研究径向间隙、驱动载荷和恢复系数变化对...     

干摩擦间隙曲柄滑块动态特性研究

以含间隙的曲柄滑块为研究对象,针对干摩擦铰接处不同间隙对曲柄滑块动态特性的影响进行研究。采用非线性弹簧阻尼碰撞力模型和修正的库伦摩擦力间隙碰撞模型,运用牛顿-欧拉法建立动力学方程;基于MATLAB软件,运用龙格库塔法进行动力学求解,分析不同间隙尺寸对曲柄滑块动态特性的影响。研究结果表明:间隙的存在,导致曲柄滑块动态特性出现明显的振荡,且随着间隙的增大,曲柄滑块的振荡强度和幅值逐渐增大,振动的频率降低;其产生的碰撞力直接影响机构的运动精度和稳定性。     

含间隙曲柄滑块机构的动力学建模及误差补偿

由于设计误差、加工误差的存在和机构安装的需要,间隙在机械系统中普遍存在,降低了机构运动的精确性。以动力学理论为基础,依据非线性弹簧阻尼接触力模型分别对理想和含间隙的曲柄滑块机构进行数学建模并进行仿真;同时搭建曲柄滑块机构实验系统,在不同转速情况下采集滑块的位移数据;采用加逆模前馈的PID控制进行误差补偿。结果表明,含间隙模型的仿真结果与实验结果偏差很小,验证了模型的准确性;加逆模前馈的PID控制能有效的补偿误差,提高了机构运动的精确性。     

考虑间隙的发动机曲柄滑块系统动态特性仿真研究

发动机是汽车的核心部件,曲柄滑块机构是发动机中的重要的传递力和位移的机构。建立曲柄滑块系统的多刚体模型,并通过对系统的运动学机型分析,得到曲柄滑块系统的速度方程与加速度方程。分析转动副间的间隙,并通过建立系统的尺寸链,利用极限法计算得到考虑转动副间隙影响时滑块运动到上止点时的位置。分析发动机的压缩比,建立发动机压缩比计算公式,找到发动机压缩比与滑块上止点的位置、转动副间隙之间的关系。利用MATLAB/Simulink对曲柄滑块系统进行运动仿真,分别得到曲柄作匀速、匀加速运动时,滑块位移与输入的关系。根据仿真得到的滑块运动位移结果,分别计算考虑和忽略转动副间隙时发动机的压缩比。通过结果对比可以看出,由于转动副间隙的存在,减小了发动机压缩比,降低了发动机性能,不利于发动机燃油经济性。     

考虑磨损含间隙曲柄滑块机构的动态特性研究

为得到准确的含间隙铰接机构的接触碰撞模型,在ADAMS中建立含间隙的曲柄滑块机构,以含间隙曲柄滑块机构运动副为对象分析其在考虑磨损情况下的动态特性。以接触一碰撞模型为基础,采用非线性等效弹簧阻尼模型,将用MATLAB处理过的数据和磨损函数嵌入到ADAMS模型中进行动力学仿真,并将得到的动态特性曲线进行分析。结果表明：磨损对间隙运动副的速度、加速度、接触碰撞力和力矩有很大的影响,同时,此种建模方法对建立准确的含间隙机构的模型有很大的参考意义。     

基于ASP的VPDM系统研究

分析了虚拟企业对虚拟产品数据管理（VPDM）的需求，结合ASP模式的先进实施理念，提出了基于ASP模式的VPDM系统概念；分析了VPDM与传统PDM之间的区别；并基于B／W／D三段式结构，阐述了基于ASP模式的VPDM体系结构；最后讨论实现该系统的方法和一些关键技术。     

转子轴花键的铣削

介绍了利用大径定心的花键轴花键的实用加工方法。     

管路液力冲击的解析研究

分析阀门开闭引起管路液力冲击的机理,计算换向阀换向时管路实际压力冲击突变值及换向阀阀芯所受液动力并进行实验验证。     

基于MATLAB仿真的SVPWM技术研究

为了给交流异步电机伺服系统提供必要的设计数据,根据SVPWM的基本原理和实现算法,基于MATLAB/Simulink平台搭建了SVPWM仿真模型,将该模型应用到异步电机的矢量控制系统中进行了仿真。结果表明,SVPWM控制方式提高了整个系统运行的稳定性和可靠性。     

滚子表面缺陷分析

采用金相分析以及扫描电镜、能谱分析等试验方法对滚子表面缺陷进行了分析.结果表明:滚子表面的麻坑(黑点)缺陷是腐蚀坑,主要是由于热处理炉保护气氛不纯,滚子在高温状态下产生表面腐蚀而形成.     

基于插值法的计量泵流量控制算法研究

针对目前国产计量泵实际流量显示不直观、计量精度低等问题,分别用分段插值、拉格朗日插值、牛顿插值、三次样条插值4种算法,对不同压力下多种型号的计量泵实际流量和频率之间的关系进行了理论研究,并用线性回归分析法对所得计算结果进行了分析。分析结果表明,分段插值算法所得标准误差最小,残差图中的离散性最明显,置信区间最小,更真实的反映了实际流量和频率的关系,可大大提高计量泵的计量精度,适合用作计量泵控制器流量控制算法。     

单片机应用系统研究——轮式移动机器人控制系统设计与研究

机器人的移动方式有很多种,但大致就分为两种:车轮式和足步式两种.本文从轮式移动机器人(WMR)的体系结构出发,重点设计了机器人移动控制系统的硬件、软件平台.首先,通过对非完整轮式移动结构和直流伺服电机模型的分析,建立了移动机器人的控制系统模型.其次,设计了基于AVR微控制器(AT90S8515)的移动控制系统,其中主要包括PWM功率驱动、测速单元和串行通讯模块等;对机器人速度、位置控制采用模糊PID算法,较好地克服了移动机器人模型的不确定性、转速位置控制要求的多变和环境改变等因素的影响.程序使用ICCAVR C语言编写,在AVR SUDIO调试软件中用ICE200仿真.     

基于B/S结构在线监控研究应用

简述了DCOM、ActiveX等组件模型,结合ASP技术在Internet/Intranet环境下实现了基于Browser/Server结构锅炉在线监控.该系统在DCOM技术基础上通过ADO编程实现数据传输和访问,结合ASP和ActiveX控件技术实现动态发布和在线监测.     

电火花成形机床微细加工相关探索

首先简要介绍了电火花微细加工目前的发展状况。并概括地分析了商品电火花成形机用于微细加工所具有的一些特殊优势。最后通过微轴的加工实例来证实其进行实用微细加工的可行性。     

基于时间序列电流偏差因子的电源-电弧系统稳定性研究

运用偏微分近似理论,在考虑焊接外电路动态全负载情况下,对电源-电弧系统稳定性进行了模型刻画,得出系统稳定系数的数学解析式,依此定性并量化分析了系统稳定性的基本条件和最优条件。在此基础上,采用电流偏差相对转换方法,获得了动态电流偏差因子的时间序列解析表达式,进而通过偏差衰减时间方式来量化分析系统的稳定性。实验的电压与电流波形分析结果与动态电流偏差因子量化结果一致。