无阀微泵多物理场耦合分析及实验研究

为了模拟微泵实际工作过程,需要找出微泵运动的控制方程。该文从压电振子作用力F及液体反作用力P入手,给出微泵压电-应力-流体多物理场耦合的控制方程组,根据控制方程模拟微泵实际工作过程。通过对压电振子耦合前后变形量进行对比发现,由于液体的反作用力阻碍压电振子运动,耦合后z方向位移比耦合前小;且频率越大,压电振子位移越大,其临界值为1000Hz;大于1000Hz压电振子位移将出现畸变,微泵运行不稳定,频率越大畸变越严重。微泵进出口处瞬时流量均随频率和电压的增加而增大,而锯齿型流道微泵瞬时流量大于同等条件下的锥型流道微泵。该文最后采用微系统加工方法及聚二甲基硅氧烷(PDMS)不可逆封装技术制作出两种微泵结构,并对两种微泵进行性能测试,结果证明微泵的最佳工作频率为100Hz~800Hz,在此频率范围内压力和流量均处于最大值,与数值分析结果相吻合。为了验证微泵自吸能力,对锯齿型流道微泵进出口存在压差情况进行测试,得出微泵流量最大为40#x003bc;l/min,最大压力头为1.25kPa。     

大转动惯量缠绕机加减速曲线优化设计

针对大转动惯量碳纤维缠绕机的加速和减速阶段运行不平稳、传动件易失效破坏等问题，提出了一种基于改进型Sigmoid加减速曲线的主轴运行曲线优化方案。首先，利用五次多项式对传统Sigmoid加减速曲线的跃变处进行补偿，以约束曲线起始点、衔接点、终止点的速度、加速度和急动度（加加速度）。然后，基于改进曲线的速度与加速度函数建立缠绕机的负载扭矩、电机输出功率、主轴强度与刚度以及缠绕圈数的数学模型，并以各阶段运行时长为设计变量、以电机最大输出功率最小和总运行时长最短为优化目标对曲线进行多目标优化，根据缠绕圈数、传动件强度与刚度等的约束条件，利用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ，非支配排序遗传算法-Ⅱ）求解模型的非支配解集，并利用比重选取函数选择最优解。最后，通过AMESim-ADAMS联合仿真对比加减速曲线优化前后缠绕机的运行效果。结果表明：优化后缠绕机的总运行时长、最大加速度、最大负载扭矩和最大输出功率分别降低了41.7%,75.8%,75.5%和72.8%，且主轴的运行曲线更加平滑，验证了优化方案的可行性。研究结果...     

基于PLC的流体体积积算方法实现

传统的流体积算方式多采用流量积算仪,易形成信息孤岛,以PLC作为积算核心,使用高精度信号输入模板确保数据转化精度,并利用编程方法对各采样通道进行校正,确保数据精度。文章重点介绍了实践应用中使用软件编程方法进行数据平滑处理,避免现场扰动数据的干扰,并使用编程方法解决实现时钟补偿、数据累计精度保证等问题,利用目前广泛应用的控制系统实现体积流量的精确积算。     

一种新型输液泵质量检测仪校准装置

正一、系统设计目标根据JJG1098-2014《医用注射泵和输液泵检测仪检定规程》之7.1.1.2条款比较测量用检测装置:流量输出范围为(5~1000)m L/h,最大允许误差±0.3%。输液泵质量检测仪在使用时需要时间达到稳定状态,因此检测装置流量输出需要能够持续稳定输出。二、系统设计原理1.基本原理两组微型活塞泵往复交替泵液实现持续恒流速液体的输出。2.基本组成     

基于改进LuGre摩擦模型的阀控缸系统非线性控制策略研究

针对具有高度非线性的电液伺服系统控制问题,提出了一种适用于伺服系统的摩擦模型,利用遗传算法对所建立的摩擦模型进行参数辨识,获得了精确的摩擦力矩数学模型,并将其作为前馈补偿加入非线性控制中,以减小摩擦非线性对电液伺服系统的影响。为解决伺服系统换向过程中易出现的抖振现象,设计了一种基于摩擦模型前馈补偿的模糊变系数自抗扰控制器。基于类双曲正弦函数设计了状态误差反馈控制部分,平滑切换点处的输出抖动,在此基础上结合模糊自适应控制方法,通过误差和误差微分对非线性状态反馈系数进行调节。研究表明,上述控制策略能够有效提高系统响应速度、收敛速度、稳定性和鲁棒性,降低了对摩擦的过补偿、欠补偿的影响,对伺服系统换向和速度零点处的抖振具有较好的抑制作用。     

位移-加速度振动台迭代学习控制方法试验研究

针对传统位移控制液压伺服振动台台面加速度波形再现不精确的问题,提出了基于位移-加速度振动台迭代学习控制方法,并通过数值模拟和储罐振动台模型实验研究迭代学习控制方法的性能。研究结果表明:基于位移-加速度迭代学习控制方法相比基于位移-位移迭代学习控制方法对于加速度的再现精度更高,修正迭代方法相比直接迭代方法的收敛速度稍快。     

基于电涡流的新型靶式流量计

分析了利用电涡流效应测量靶受力后的位移进行流量检测的原理,并设计了相应的靶结构,构建了具有温度压力补偿的测量系统,最后根据流量标定实验数据,建立了流量传感器的数学模型.试验结果表明,该靶式流量计线性好,灵敏度高,且测量精度优于1%.     

大型空分设备低温液体泵运行分析

结合大型内压缩流程空分设备的调试运行,详细介绍避免低温液体泵发生汽蚀,保持其稳定运行的措施;分析低温液体泵密封系统的运行维护,认真监控低温液体泵电机轴承温度的必要性,以及低温液体泵的预冷操作。     

基于加速度传感器的电梯健康监测系统

针对当前市面上电梯安全事中、事后监测系统的不足,本文提出电梯事前健康监测的方案。首先,根据加速度、速度、位移三者之间的关系,提出将三个参数在轿厢内同时测量的方法。然后,采集振动信号,分析制动器和电机的异常抖动。通过振动频率、振幅、趋势等一系列测试和分析,掌握曳引机的健康状态。本系统可以很好地实时检测电梯的平层准确度、平层稳定度、加速度、速度、制动能力加速度和距离等性能参数。     

基于 ARM7 的电子凸轮技术实现方法研究

目的针对凸轮机构的运动特点和规律,提出一种基于ARM7和伺服电机的电子凸轮系统,用于代替机械凸轮实现凸轮运动。方法重点论述凸轮曲线的设计方法和电子凸轮的实现方法,采用三次多项式插值方法建立凸轮运动的数学模型,得到平滑的速度和加速度曲线。基于定步法原理得到电机的控制表格,且使用查表法实现伺服电机的升降频控制,同时给出软硬件设计方法。结果该系统输出的凸轮运动具有可调、定位精确、无冲击等特点。结论该系统成功地应用于包装机械中,提高了包装机械的包装速度、精度、输出柔性和智能化程度,具有明显的应用效果。     

Study on Hydraulic Transmission of Offshore Low-speed Wind Energy Generator

For offshore hydraulic drive wind turbines, the problems of unsatisfactory speed control and low efficiency at low wind speeds are targeted. A low-speed high-torque radial piston pump is designed to replace the traditional fixed pump with a particular focus on its low-speed performance. The pump is characterized by small internal leakage at low wind speeds and high volumetric efficiency, which is beneficial to improve the power generation efficiency of the system. A new linear control method based on the PID algorithm and feedforward compensation was proposed to obtain the constant speed output control of variable motor at low wind speed. With the model for wind turbine and fixed pump-variable motor main drive system, the system was simulated and experimentally proved to verify the feasibility and anti-interference performance of the system control method at low wind speeds. A promising outcome was obtained on the response characteristics of system power and efficiency at low wind speeds. This can be a powerful technical support for the normal ustility of hydraulic drive wind turbines.     

径向环形编织机机电一体化系统建模及控制策略研究

针对径向环形编织机电气特性与机械特性的差异导致的编织机电机易超载甚至被烧毁的问题,建立了编织机机电一体化系统模型。该模型包括编织环模型和牵引滑台模型,其中编织环模型由88个齿轮的闭合传动与4个永磁同步电机的同步驱动耦合而成,牵引滑台模型由永磁同步电机的驱动与滚珠丝杠的运动耦合而成。为了解决编织环上4个电机因齿侧间隙等的存在造成的负载不均,提出了转矩均衡控制方法,即：主电机受速度环和电流环双环闭合控制,从电机只受电流环控制;主电机速度环的输出量作为从电机电流环的给定量。为了较快地使编织环电机组的转速与滑台电机的转速满足协同关系,提出了跟踪性能与同步性能解耦控制方法即交叉耦合解耦控制方法,将跟踪误差补偿量按一定比例关系缩小至幅值以下,以凸显协调误差补偿的效果。进行了现场实验,结果表明,采取所提出的控制策略能够使编织环4个电机的输出转矩相差较小,而且在电机启动与加减速阶段可以使编织环主电机与滑台电机的转速达到协同要求的时间大幅缩短。根据控制策略设计了编织机伺服控制系统。研究结果对织物编织质量的提高起到了重要的指导作用。     

离心机臂动特性分析

 在高线加速度下热与振动复合环境试验中,通常用离心机来实现高线加速度环境.由于离心机臂端安装振动台、温度箱、夹具、试件,其总重量很大,在高转速下将产生很大的离心力,造成离心机臂伸长,从而影响加速度输出精度.因此,利用有限元方法,对离心机在不同转速下机臂位移场进行计算,分析了离心机臂伸长对加速度输出精度的影响,并对离心机固有振动特性进行了分析,得出了一些有意义的结论.     

基于LabVIEW的车体振动加速度信号处理

车体耦合振动影响行车安全,因而研究车体振动加速度信号可以有效地测试火车的安全运行情况,为进一步改进车体结构,保障行车安全,采用加速度传感器对车体振动进行了在线检测。利用LabVIEW软件开发平台,采用滤波方法进行粗略地提取,实现车体振动加速度信号的显示和处理。实际表明,该系统结构简单,运行速度快,抗干扰性强,具有较高的可靠度。     

Hermite插值在车桥耦合振动中的应用

车桥耦合竖向振动分析中，轮对和与其接触的桥梁竖向位移相等，但振动速度、加速度并不相等，传统方法用轮对与桥梁接触点处桥梁振动速度和加速度代替轮对的振动速度、加速度。本文通过引进Hermite插值函数，推导出车辆以一定速度过桥时轮对竖向位移、振动速度和加速度理论值，并且轮对的竖向位移、振动速度和加速度可由轮对所在桥梁单元节点的竖向位移、振动速度和加速度求得，在有限元动力计算中易于实现。本文的算例表明在车辆低速过桥情况下，用轮对所在位置桥梁的振动速度、加速度来代替轮对的振动速度、加速度误差很小，但是车辆高速过桥时，计算结果误差较大。     

高精度小型酶联免疫分析仪微量进样系统设计

为提高酶联免疫分析仪微量进样的可靠性与精度,自主研发了一种小型微量自动进样系统。采用丝杆与进样器活塞杆错位平行分布的方式,设计了精巧的进样机构,实现移液和取、退吸头的功能;利用STM32核心控制器,实现了单轴的S型加减速控制以及多轴协调、多线程运动控制;利用分段的方法对加减速曲线进行分析与优化,实现系统最小进样量为1 μL,以0.05 μL的进样分辨率步进;通过试验校验了进样臂的位置精度与进样精度,采用最小二乘线性拟合方法对系统进样误差进行补偿校正。研究结果表明：优化后的S型加减速算法改善了步进电机的运动特性,有效避免了失步与过冲现象,使进样机构具有较高的位置精度;误差补偿后的微量进样系统拥有更高的进样精度与稳定性,在检定进样量为10,50,100 μL时的进样精度分别由±7.2%,±5.3%,±3.2%提高到±1.8%,±1.28%,±1.15%,满足仪器小型化、高精度的设计要求,具有良好的实际应用与推广价值。     

基于图像识别和GPS技术的全自动补偿式微压计的设计

传统的补偿式微压计测量采用手动测量、人眼读数的方式实现数据的获取,人眼读数误差所引入的不确定度在装置整体不确定度中占有很大比重。本文研制了一种全自动补偿式微压计,利用高清摄像头代替人眼读数,利用软件对所采集的图片进行逻辑分析,同时增加传统补偿式微压计不具备的实时液相温度测量、实地重力加速度测量及大气压测量功能,有效减小各影响量对测量结果的干扰。采用滑台电机控制位移,进一步提高测量准确度。经实验证明,本文研制的全自动补偿式微压计具有很好的准确性与可靠性。     

基于机器视觉的条码尺精确测量技术在落纱小车中的应用

针对自动络筒机落纱小车自主开发需求,设计出一种基于机器视觉的条码尺精确测量技术检测落纱小车在轨道上的位置。该测量方法以条码尺为基准,条码尺由刻度尺和条形码组成。实验中首先在相机初始位置对相机与条码尺进行标定,相机移动过程中实时获取当前对应条码尺图像,计算出当前条码尺坐标,从而计算出相机相对于条码尺的位移。结果表明:该测量方法无累积误差,实现了小车在行走过程中位置的实时监测。相机帧频为30 Hz、物距为15 cm时,输出图像分辨率为640×480像素;小车运行速度小于2 cm/s时,条码尺坐标测量误差小于1 mm;速度在2~6 cm/s之间时,条码尺坐标测量误差为1~2 mm;速度为6~10 cm/s时,条码尺坐标测量误差为2~3.5 mm。该方法能够满足落纱小车低速运行情况下定位精度的要求。     

脱靶量累加前馈补偿电视跟踪器的跟踪误差

电视跟踪系统通常采用速度、位置双闭环控制。前馈控制可以提高跟踪精度但无法实现;速度、加速度滞后补偿,跟踪精度提高有限。动态高型方法是在负反馈控制系统中增加若干积分环节以提高跟踪精度。随着目标速度的提高和光电跟踪设备自动化程度的提高,对电视跟踪器伺服系统的跟踪精度提出了越来越高的要求。本文创新性引出一种斜坡累加补偿方法,通过理论证明和仿真,指出它与动态高型技术高度相似,从而从新的角度解释了动态高型提高跟踪精度的机理,并为动态高型方法在工程上实现电视跟踪伺服系统的跟踪精度的提高提供了坚实的理论依据。     

基于双模齿轮的大排量齿轮泵的流场可视化仿真研究

 研究双模组合齿形齿轮泵的流量、压力特性.通过将不同模数的齿轮叠加组合,设计双模数齿形的主、从动齿轮,以增加齿轮啮合过程中的容积变化量,提高齿轮泵的排量,利用Fluent 对齿轮泵内液压流场进行了仿真,得出齿轮泵在启动和稳定工作状态下流场压力分布云图、速度分布云图和速度矢量图,并据此分析了齿轮泵流场的流态.结果表明:同体积下双模齿轮泵的输出流量是普通齿轮泵的16～33倍,该齿轮泵中大齿将流场分成不同压力区,且大齿两侧流体压力差较大,齿顶间隙处液体流动速度较大,说明齿轮泵径向泄漏较为严重,在泵的入口处存在涡流现象,会产生压力冲击,影响齿面的使用寿命．