精密离心机自动动平衡新方法的研究

使用计算机,从数据的采集、处理到控制动平衡执行机构,实现了精密离心机现场高精度调平衡的自动化。精密离心机动平衡系统由两个测试面（每个测试面上放置两个电容测微仪）、测角元件及两个校正面（每个校正面上放置四个平衡块及相应的步进电动机）构成。电容测微仪测得上下测试面处的振动矢量,上下测试面振动矢量之和的相位是静不平衡的相位。通过多次移动平衡块减小静不平衡,测得每次移动平衡块后上下测试面的振动矢量,直至上下测试面振动矢量的大小相等且方向相反为止,这时的静不平衡为零,只有偶不平衡作用在转子上。通过多次移动平衡块减小偶不平衡,直至达到动平衡精度要求为止。     

摆盘发动机动力平衡的优化设计

在对摆盘发动机进行动力学分析的基础上,通过确定设计变量、选择目标函数,给出约束条件,建立动力优化的数学模型.并以某一型号摆盘发动机为例,分别给出限定振动力和限定振动力矩两种约束条件下不同的目标函数,并用二次规划法对摆盘发动机动平衡进行优化,最后比较两种目标函数下的优化结果.结果表明,在保证下降百分比一定的情况下,利用限定振动力矩这一约束条件所得到的优化结果要好于限定振动力所得到的结果,从而更有利于控制发动机机架的振动和降低噪声.     

计算挠性转子动平衡量的摄动最小二乘法

给出影响系数法平衡挠性转子及其轴系时一种平衡量的计算方法——摄动最小二乘法,该方法既可以有效抑制测振点最大残余振动,又可以维持整体残余振动较小即各测振点的残余振动平方和最接近最小二乘法的水平。通过算例将该方法与目前常用的最小二乘法、加权最小二乘法和极小化最大残振法进行比较,结果表明,摄动最小二乘法是对最小二乘法的有效修正,在一些场合可以取得比加权最小二乘法和极小化最大残振法更好的平衡效果。     

3自由度气浮台力学性能研究--自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响

利用高等动力学理论分析了自重作用下,气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响,用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积,给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式,结果表明由于平台变形使主惯性轴方向变化从而使气浮台姿态准确度产生误差.此误差主要受重力单独沿结体坐标系中某一水平轴作用时,平台对此水平轴与垂直轴的惯性积的值的影响.计算得出本例结构气浮台的最大姿态准确度误差为1.4×10-6rad(0.289角秒),完全能够满足卫星所需的姿态准确度要求.     

多传感器信息融合在精密离心机动平衡测试系统中的应用

精密离心机动平衡测试系统由主轴上下两个测试面上的4个电容测微仪、地脚上的1个测力传感器及光栅测角元件组成。5个传感器分别测得离心机在准静态及以某一平衡转速运转时的一次谐波,测得1个地脚测力传感器输出的支反力及计算出4个电容测微仪输出的振动矢量。根据4个电容测微仪及1个地脚测力传感器的输出进行对比,给出5个传感器中某一传感器发生故障的判据。应用冗余技术与多传感器信息融合技术,使用计算机实现同步自动数据采集、处理及传感器故障报警。     

NONLINEAR DATA RECONCILIATION METHOD BASED ON KERNEL PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS

In the industrial process situation, principal component analysis (PCA) is a general method in data reconciliation. However, PCA sometime is unfeasible to nonlinear feature analysis and limited in application to nonlinear industrial process. Kernel PCA (KPCA) is extension of PCA and can be used for nonlinear feature analysis. A nonlinear data reconciliation method based on KPCA is proposed. The basic idea of this method is that firstly original data are mapped to high dimensional feature space by nonlinear function, and PCA is implemented in the feature space. Then nonlinear feature analysis is implemented and data are reconstructed by using the kernel. The data reconciliation method based on KPCA is applied to ternary distillation column. Simulation results show that this method can filter the noise in measurements of nonlinear process and reconciliated data can represent the true information of nonlinear process.     

基于边界元法的混联数控机床整机结构动态特性解析

基于边界元法研究混联数控机床整机结构动态特性的解析和建模方法。首先采用粱单元、集中质量单元、弹簧单元及结合部单元建立混联机床整机结构动力学模型，基于边界元方法建立各单元的动力学方程式，通过单元合成方法推导出混联数控机床整机结构动力学方程，用频率扫描法得到整机结构的固有频率。基于所建立混联机床结构动态特性解析方法，开发相应的整机动态特性解析软件，实验证明，所建立混联机床整机动态特性解析方法及开发的软件是可靠的，不仅可以为混联数控机床加工过程中回避薄弱位姿状态提供依据，而且可以为混联数控机床的结构设计提供理论依据，对提高混联数控机床的设计水平具有重要意义。     

复杂曲面五坐标加工中主曲率匹配法的刃形误差

主曲率匹配法是精密加工中一种较先进的算法,但在应用到圆环面刀具上时做了一些简化。对其中切削刃的简化所带来的误差进行了研究,建立了圆环面刀实际切削刃的数学表达式,提出了刃形误差的概念,推导出了误差表达式,并对若干关键参数的影响进行了定量研究。分析指出刃形误差是一种宽带误差,它对最大允许加工带宽有一定的限制,在实际应用主曲率匹配法时必须进行校验才能保证加工精度。     

基于卡尔曼滤波数据融合的并联机床动态定位方法

针对并联机床动平台上主轴动态定位问题,将惯性传感技术运用于并联机床动平台的位姿测量,提出一种基于卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)数据融合的并联机床动态定位新方法。该方法融合动态惯性测量数据和机床各腿(支架)的编码器信息,通过KF算法补偿动态测量误差和计算误差,从而实现并联机床动平台位姿(位置和方向)的精确定位。详细介绍KF算法中惯性系统模型和外部测量模型的建立过程,以及测量变量与状态变量间的关系矩阵的推导过程。最后,进行一个单方向运动动态测量的简化试验,对并联机床动平台的6自由度位姿测量进行仿真研究,初步证实了该位姿算法的有效性。     

超低速动平衡测量技术研究

旋转体的质量均衡是保证其良好运行的重要参数。针对立式离心机的动平衡测量提出一种新方法,给出这种方法的理论推导,描述了基于这种新的动平衡方法而设计的测量系统。实验证明,新的动平衡测量方法是有效和实用的,整套测量设备工作稳定、测量精度高。     

基于Ansys的非线性动力稳定性分析方法研究

结构动力稳定性研究是工程力学领域的热门课题,其基本理论和分析方法尚不完善。因此,改进现有的动力稳定性分析方法——动态特征值法,提出基于Ansys平台的非线性动力稳定性分析方法。以一简谐载荷作用下的箱型截面长柱为研究对象,研究激励频率、动载荷幅值、阻尼比及初始弯曲对动态特征值的影响。研究表明,激励频率增大或动载荷幅值增大都会引起动态特征值的最大值增大、最小值减小,即越不利于结构的动力稳定;结构阻尼比增大,则引起动态特征值的最大值减小、最小值增大,即动态特征值变化更平稳,较高的阻尼有利于结构的动力稳定;柱初始弯曲增大,动态特征值的最小值略有增大,在一定范围内初始弯曲对动力稳定性的影响不一定是不利的。     

一种基于动态粗集的工件滚动调度识别方法

为在动态加工环境下采用滚动优化调度时,研究了调度窗口内工件的识别问题。基于动态粗集和其元素动态迁移特性,提出了一种工件滚动调度识别方法,考虑在工件加工过程中有生产设备损坏、工件到期时间改变和急加工工件等动态环境中,通过滚动优化调度工件的识别,不仅能适应加工环境的动态变化,获得满意的调度结果,而且减少了再调度次数和调度问题求解的规模。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于有限元法的风力机塔架结构动态分析

将有限元技术与模态分析理论相结合,在有限元软件的基础上研制了一套用于风力机塔架结构的动态分析程序系统。讨论了模型建立、载荷施加、边界条件和模态参数的计算,并给出了应用实例及结果分析。     

欠驱动机器人动力学运动规划的动态子空间法及控制

欠驱动机器人的关节空间运动是通过主、被动关节间的动力学耦合实现的,系统运动可能发生动力学耦合奇异,使欠驱动机器人的动态操作性能严重降低。针对一般具有任意多个被动关节的开链欠驱动机器人系统,基于动力学分析提出一种优化控制方法,其核心是在欠驱动机器人的全部耦合运动空间中,根据动力学耦合操作性度量,动态构造有限个覆盖全部耦合运动空间的具有最佳耦合度的子空间,使发生在这些子空间中的耦合运动具有余度驱动的特点,从而实现提高欠驱动机器人的动力学耦合度的优化控制。提出的方法通过平面四连杆机器人进行仿真,仿真结果证明了这种方法是可行的。     

用谐波平衡法分析齿轮耦合的转子－轴承系统的动力特性

在齿轮耦合的转子－轴承系统中,有多种因素使系统产生非线性振动。,有多种因素使系统产生非线性振动。在考虑齿轮时变啮合刚度和齿面间摩擦力的情况下,使用谐波平衡法,研究了系统的动力特性,并用数值解对其结果进行了校对。研究发现,由于齿轮时变啮合刚度和齿面摩擦力的影响,即使没有不平衡质量引起的激励,系统也会产生振动;即使是单频激励,系统也会产生多频响应。     

客运架空索道系统动力特性分析方法

客运架空索道系统的固有频率与模态是衡量索道系统固有动力特性的重要指标，固有频率的大小直接关系到结构在各种不同的激励条件下是否会发生动力放大效应与共振。文中首先解决索道系统分析中的有限元建模问题，包括典型柔性索道的模型状态，然后利用ANSYS程序的子空间迭代法求出结构最低各阶的特征值与特征向量，并计算出三种工况下的前40阶固有频率与振动模态，为客运架空索道系统的动力特性分析提供有效的计算方法。     

QUALITY CONTROL OF SEMICONDUCTOR PACKAGING BASED ON PRINCIPAL COMPONENTS ANALYSIS

5 critical quality characteristics must be controlled in the surface mount and wire-bond process in semiconductor packaging. And these characteristics are correlated with each other. So the principal components analysis(PCA) is used in the analysis of the sample data firstly. And then the process is controlled with hotelling T2 control chart for the first several principal components which contain sufficient information. Furthermore, a software tool is developed for this kind of problems. And with sample data from a surface mounting device(SMD) process, it is demonstrated that the T2 control chart with PCA gets the same conclusion as without PCA, but the problem is transformed from high-dimensional one to a lower dimensional one, i.e., from 5 to 2 in this demonstration.     

动态仿真结果相关性检验和分析方法

提出动态仿真结果相关性检验方法,可以通过实测样本函数对时间序列的自相关性和两个时间序列之间的互相关性是否被正确仿真进行检验.同时,提出动态仿真结果置信区间分析方法,当动态仿真结果不正确时,该方法能分析和判断时间序列的均值、方差和自相关性、互相关性在哪些时段已被正确仿真,在哪些时段尚未被正确模拟,从而指导动态仿真软件的编制和修改.此外,文中还给出时间序列方差仿真结果的一致性检验方法.     

STUDY ON AUTOMATIC BALANCE TECHNOLOGY FOR THE RIGID ROTOR

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基于有限元分析的数控机床床身结构动态优化设计方法研究

运用结构动态设计原理和有限元法(finite element method)的变量化分析技术,提出一种数控机床床身结构的动态设计方法和流程。结构的固有频率越高,其动、静刚度越好。以一立式加工中心床身为例,先提取床身的典型元结构和框架结构对其进行优化,在此基础上以床身结构固有频率为优化目标,以元结构和框架结构优化结果为依据,提出该床身结构若干改进方案,并对各方案进行比较分析。文中提出的方法可推广到其他结构的动态设计中。