Sagittal SLIP-anchored task space control for a monopode robot traversing irregular terrain

Frontiers of Mechanical Engineering - As a well-explored template that captures the essential dynamical behaviors of legged locomotion on sagittal plane, the spring-loaded inverted pendulum (SLIP)...     

滑模变结构控制在单级倒立摆系统中的应用研究

基于单级倒立摆的线性和非线性模型,分别设计了滑模变结构控制器,并对滑模运动方程的稳定性进行了分析.其中,为求取倒立摆非线性模型的等效控制和滑模运动,进行了单输入仿射非线性系统方面的研究.     

非线性变刚度橡胶悬架结构灵敏度分析与参数优化

针对工程车辆变刚度橡胶悬架，在建立橡胶弹簧有限元参数化模型的基础上，通过橡胶弹簧的结构参数对轴向变形量的灵敏度分析，掌握不同载荷下结构参数变化对刚度影响的规律，确定最敏感的设计变量。以整车悬架动态参数优化获得的最佳非线性刚度特性曲线为优化目标，实现了新型变刚度橡胶弹簧结构参数的优化设计。     

关键结构参数对弹簧离合器传扭性能影响分析

弹簧离合器具有结构简单、传递功率密度大的特点,但目前对其传扭失效特征尚不明晰。采用有限元数值计算方法,建立了2000 kW弹簧离合器模型;重点研究了弹簧离合器的变截面弹簧间隙及其激发圈厚度等关键结构参数对离合器传扭性能的影响;分析了不同结构参数下弹簧内外圈应力以及弹簧离合器的传扭失效特征;实验测试了弹簧激发圈厚度较小时离合器传扭性能,验证了其打滑失效特征。研究表明:较大的弹簧间隙会降低弹簧离合器传递扭矩能力,导致其打滑失效;适当减小弹簧间隙,可提高传递扭矩能力,使应力分布更合理;减小弹簧激发圈厚度,激发扭矩减小,易导致弹簧离合器打滑。弹簧离合器传扭性能的研究,为弹簧离合器的优化设计提供了依据。     

基于支持向量机模糊推理的二级倒立摆控制

本文提出了一种用于非线性系统控制的支持向量机模糊推理模型.该模型利用支持向量机回归的原理,从训练数据中提取模糊规则并进行简化;采用核函数来描述模糊推理系统,该模糊推理系统具有不必事先确定模糊规则数目、良好的泛化能力等优点.使用该模型对直线二级倒立摆系统构造模糊控制器并进行了实验研究,研究结果表明这种新的模糊规则提取方法对于非线性系统的控制是有效的,由支持向量确定的模糊规则不会出现规则数目"爆炸"的问题,该方法在不便事先确定模糊规则的复杂非线性系统控制中有着重要的应用价值.     

基于LabVIEW的机械工程控制基础实验规划与设计

针对"机械工程控制基础"实验教学中存在的一些实际问题,对其实验教学内容进行了整体规划分类,并基于LabVIEW设计了一系列如一阶、二阶及高阶系统时频分析Bode图和Nyquist图等原理类实验,串联校正、PID校正等控制器设计类实验,并将典型物理对象虚拟化,开发了弹簧质量阻尼系统、倒立摆系统、球杆系统等二维、三维实物仿...     

运行环境特性对螺旋内窥镜机器人性能的影响

在研究双圆柱螺旋内窥镜机器人的基础上，本文提出了单圆柱螺旋内窥镜机器人设计方案。建立了螺旋内窥镜机器人非线性仿真分析模型。利用该模型，分析研究环境管壁弹性模量、管道直径、环境黏液黏度对机器人轴向牵引力以及形成的最小黏液膜厚度的影响。实验研究了环境管道几何特性对机器人平均运动速度的影响，为螺旋驱动器在血管机器人中的应用提供了重要的基础数据。     

带磨平支承圈的立体弹簧计算机辅助设计的算法分析

重点介绍了机械制造的标准件——带支承圈的立体弹簧的计算机辅助设计的算法。通过对真实弹簧结构分析,得到了这种常见弹簧的有关精确数据和辅助设计的算法。用这些数据和算法,可改善很多专业机械软件中立体弹簧的程序编制,极大地改善立体弹簧的可视性,可形成一个真实的立体弹簧。     

基于有限元的非线性弹簧分析

基于CAD/CAE集成软件Pro/Engineer,对一类非线性弹簧在断路器操动机构中的应用进行了初步研究。首先对传统弹簧在外载下的应力水平进行了分析。为便于对比,还基于ANSYS对一类与传统弹簧同外径的等外径变丝径螺旋弹簧进行了研究,分析结果表明在同等位移负载条件下,由于弹簧簧圈间的接触作用,非线性弹簧的力——位移曲线呈现出了明显的非线性,并且其内部的应力分布水平比普通弹簧要小得多。同时,分析结果也为其它非线性弹簧的设计和应用提供了参考。     

智能控制理论在倒立摆系统中的应用研究

倒立摆是自动控制理论与研究的典型试验设备,一直是控制领域研究的热点。本文对智能控制理论在倒立摆控制系统中的应用进行了分析,讨论了各种控制理论在该系统中应用的特点,并对倒立摆系统的控制研究前景作了展望。     

片弹簧贮存中性能和结构变化分析

采用周期性作业法和线性回归分析方法分析了片弹簧在不同变形量贮存过程中弹性性能和残余变形随时间的变化规律和趋势,并对产品的贮存寿命进行了评估;分析了片弹簧在强化变形量条件下贮存后的组织结构变化情况.结果表明,该片弹簧在一定变形量条件下贮存3293h后,其性能依然满足设计要求,在工作负荷下预期贮存寿命可达20年.     

超磁致伸缩微位移给进器异形板弹簧有限元分析

超磁致伸缩微位移给进器是以超磁致伸缩材料为核心、以自动控制理论为基础典型的机电产品。主要通过超磁致伸缩致动元件和微位移传感器实现闭环控制系统，并在软件上实现对磁致伸缩滞后等因素进行补偿，完成车刀的精密给进。根据内燃机活塞异形加工的要求，对超磁致伸缩微位移给进器的关键部件-异形板弹簧进行了有限元分析。通过有限元的计算结果发现，该异形板弹簧的最大应力值出现在弹簧的螺栓孔处，最大变形位置为顶端。这在设计时必须加以考虑。     

静电喷涂在液化气阀门弹簧上的应用

液化气阀门弹簧经静电粉末喷涂处理后,其机械性能符合要求,外观无变形和异常,涂层硬度高,抗腐蚀性强,阀门使用寿命延长,加工成本低。     

具有等厚主片变截面钢板弹簧优化设计

建立了具有等厚主片少片变截面钢板弹簧优化设计模型,探讨了利用最优化方法进行具有等厚主片少片变截面钢板弹簧设计可靠性,并以某轻型客车前悬架刀例,设计了变截面钢板弹簧。     

叠层橡胶金属弹簧轴向刚度特性研究

针对一种动力充压容腔机构,采用仿真的方法对叠层橡胶金属复合弹簧的轴向刚度特性进行了研究。基于静力学分析的结果表明,叠层橡胶金属弹簧的轴向静刚度为2．010×105N／mm,在0．4 MPa内压的作用下应力最大值在弹簧的底部。动力学仿真分析得出了叠层橡胶金属弹簧在变形不大的情况下刚度值基本是一个定值的结论,并通过曲线拟合的方式求得叠层橡胶金属弹簧的轴向刚度为2．023×105 N／mm。最后用仿真计算结果与动态试验数据的对比结果证明,动态仿真结果与试验结果较为接近。     

基于 MATLAB等节距圆锥螺旋弹簧的刚度分析

为深入研究某非线性隔振器的隔振性能,在建立系统动力学模型和仿真计算的过程中,需要考虑其关键部件等节距圆锥螺旋弹簧的刚度曲线,对等节距圆锥弹簧的经典力学理论进行阐述,通过MATLAB强大的数值计算及绘图功能,得到圆锥压缩弹簧的特性曲线,为圆锥弹簧的参数优化设计提供了一种简洁而高效的分析方法。     

圆截面卡簧的设计探讨

分析了卡簧工作时的受力状态，建立了卡簧设计中的数学方程，并给出了设计实例。     

基于步行单元组合的双足动步行样本生成方法

仿人双足机器人的动步行需要考虑机器人的动力学特性,规划起来较为复杂。为了减少生成机器人步行样本时的计算量,本文提出了基于步行样本单元组合的运动样本生成方法。通过对步行运动进行分析,得到构成步行运动的基本单元;通过样本组合方法生成了含有后退步行的步行运动样本,仿真平均步速达到1.607 km/h。     

以势能驱动的涡卷弹簧储能小车研究

设计了一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的涡卷弹簧储能自行小车。该自行小车在前行过程中能自动避开赛道上设置的障碍物,无须采用其他形式的动力源。从概念设计、详细设计等方面完成了小车的设计,该小车由转向系统、储能系统和传动系统等子系统组成,其中储能系统用以储存重物的部分势能而后再进行能量的释放,使得小车运行距离更远。该小车的设计为无碳小车的研究提供了指导意义。     

特殊涨圈弹簧的设计研究

分析了一种特殊涨圈弹簧在工作时的受力状态,通过对这种涨圈弹簧的径向负荷的计算、刚度的计算以及应力分析等,提出了这种特殊涨圈弹簧的设计方法,从而使该种涨圈弹簧更加合理、有效地发挥作用。最后,例举了该涨圈弹簧设计实例,给出了其常用的材料和设计参考数据,通过对实件的测试,验证了该设计方法的可行性。