导引头稳定平台弹性干扰力矩分析与优化技术

为降低导引头稳定平台运动过程中,与其相连接的线缆和管路随之运动产生的弹性干扰力矩,以弹性细杆非线性力学理论为基础,对稳定平台所属的运动线缆和管路进行建模与仿真分析。在仿真分析的基础上,提出弹性干扰力矩的精确计算方法,并将其应用于线缆虚拟布线设计中。以弹性干扰力矩的仿真计算结果为判据,对线缆布局设计进行优化。通过实验验证,表明该方法可以有效地将弹性干扰力矩限制在允许的范围内,进而提高制导精度。     

Physics-based Modeling and Simulation for Motional Cable Harness Design

The design work of motional cable in products is vital due to the difficulty in estimating the potential issues in current researches.In this paper,a physics-based modeling and simulation method for the motional cable harness design is presented.The model,based on continuum mechanics,is established by analyzing the force of microelement in equilibrium.During the analysis procedure,three coordinate systems：inertial,Frenet and main-axis coordinate systems are used.By variable substitution and dimensionless processing,the equation set is discretized by differential quadrature method and subsequently becomes an overdetermined nonlinear equation set with boundary conditions solved by Levenberg-Marquardt method.With the profile of motional cable harness obtained from the integral of arithmetic solution,a motion simulation system based on＂path＂and＂profile＂as well as the experimental equipments is built.Using the same parameters as input for the simulation and the real cable harness correspondingly,the issue in designing,such as collision,can be easily found by the simulation system.This research obtains a better result which has no potential collisions by redesign,and the proposed method can be used as an accurate and efficient way in motional cable harness design work.     

基于EWB平台的基尔霍夫定律仿真实验

由于传统实验存在环境、仪器、人为等各种因素不同程度的影响,需采集较多的数据减小误差,才能获得可信的结论.该文提出用EWB电子仿真软件验证电路定理,改善实验条件,并利用其元件库提供的各元器件理想值,实时输出理论值;进一步使用EWB人为设置故障,模拟电路可能发生断路、短路等现象时的状态,完整表达定理的适用范围.最后对传统验...     

基于Matlab／Simulink的直接转矩控制仿真系统

直接转矩控制技术是一种具有优良静、动态性能的交流电机控制技术。文章介绍了直接转矩控制技术的基本原理。并采用Matlab／Simulink软件对直接转矩控制仿真系统进行了建立,其中磁链观测采用u-n模型,该模型能在全速范围内得到较好的观测精度,通过Simulink中自带观测器与计算式所得的转矩波形进行比较。验证了磁链观测器的准确性．并对转矩波形使用小波信号分析方法进行后处理。通过对仿真系统的建立和仿真结果的分析。能为后续工作中正确建立硬件系统和编写软件应用程序具有指导意义,从而大大缩短了系统开发的时间。为下一步直接转矩控制的成功实现提供了基础。     

基于AVL-EXCITE的内燃机连杆轴承润滑仿真分析

内燃机连杆轴承的润滑状况对连杆轴承的使用寿命影响很大。随着内燃机的不断强化,对连杆轴承性能的要求也相应提高。因此,深入研究连杆轴承的润滑问题以便更加准确地分析和设计轴承的性能便显得日益重要。首先从理论上阐述了润滑状况对轴承工作可靠性的影响,然后针对某发动机的连杆,在AVL-EXCITE中建立了连杆的柔性多体动力学与动力润滑耦合仿真模型。通过计算得到了连杆轴承的轴心轨迹、最小油膜厚度和最大油膜压力等参数,并比较了转速、轴承间隙和温度对轴承润滑性能的影响。研究结果对连杆轴承动力学耦合分析和优化设计以及判断轴承工作的可靠性具有重要意义。     

抽油杆柱有限元模型及其仿真分析

抽油杆柱是有杆抽油设备的重要部件,它将抽油机的动力传递给井下抽油泵。抽油杆柱在工作过程中,受力复杂,条件恶劣。基于抽油杆柱的实际工作状态,分析了抽油杆柱的所受载荷,将细长的抽油杆柱离散成若干个质量、弹簧、阻尼单元,建立了抽油杆的有限元模型。同时通过运用牛顿运动定律,建立了抽油杆柱的振动微分方程,并结合多自由度simulink仿真原理,建立了抽油杆柱的数学仿真模型。利用此模型,通过改变仿真的参数,进行抽油杆柱动态特性的仿真分析,得到了结论：抽油杆柱在液柱重量加载的拉伸过程中没有发生振动。     

基于转矩补偿的风电变桨加载系统的研究及仿真

针对风电变桨加载系统在建模及控制方法上存在的缺陷,对桨叶模拟系统的补偿转矩进行了研究分析,对加载系统中的控制方法进行了改进,提出了一种转矩闭环控制与转矩补偿优化相结合的控制方法.基于Bladed软件对2.5 MW风电机组运行进行了仿真,同时利用该模型模拟现场工况,参与平台控制并进行了加载试验,将平台试验数据与仿真结果进行了比较,两者基本一致.研究结果表明,转矩闭环控制与转矩补偿优化相结合的控制方法能真实反映桨叶在风场的工况,使变桨加载系统的控制达到最优.     

基于UG的康复轮椅设计与仿真分析

为满足下肢残障者和老年人的康复锻炼需要,通过对肢体运动特性分析,采用曲柄连杆机构,设计出既具有普通轮椅的代步功能、又能进行肢体康复运动锻炼的康复轮椅。采用两套传动机构,分别控制人体左右肢体的运动,以满足肢体运动的协调性。利用UG软件对康复轮椅进行三维建模和运动仿真分析,进一步对设计参数进行优化,使其结构合理、安全舒适。     

基于sEMG和肌肉骨骼模型的手指多关节力矩耦合分析

手指内部力矩受表面肌电信号、肌力、手部姿态等因素影响而无法直接获取,为了实时且准确地获取手指各关节力矩以及耦合力矩并应用于手部康复机器人的交互控制中,提出了一种基于表面肌电信号和肌肉骨骼模型的手指多关节力矩和耦合力矩分析与实时获取方法。首先设计了自适应手指关节角度采集系统,通过实验同步采集指浅屈肌与指伸肌的肌电信号以及手指各关节的角度数据,建立手指多关节力矩模型,从而获取手指各关节力矩。然后建立手指D-H模型,结合虚功原理获取手指的耦合力矩。最后,辨识了手指多关节力矩模型的参数,并通过OpenSim软件获取了仿真力矩。计算力矩与仿真力矩的对比结果显示：4名被试3个关节力矩的均方根误差分别为0.156 7、0.097 425、0.084 95,证明了该方法能够实时并准确的获取手指各关节力矩和耦合力矩,能够满足手部康复机器人交互控制准确性和实时性的需求。     

基于ADAMS的振捣器动态仿真

借助动力学仿真软件ADAMS建立偏心式振捣器的仿真横型,并对振捣器进行动力学分析。结果表明。利用仿真模型便于观察偏心式振捣器的工作情况。及合理选择偏心式振捣器的各项参数。     

基于改进小脑模型的sEMG下肢关节力矩预测

关节力矩预测在康复医学、临床医学和运动训练等领域有着重要作用,对力矩连续、实时地预测可以使人机交互设备更好地反馈、复刻人体运动意图。为了给患者提供一个安全、主动、舒适的康复训练环境,提升人机交互设备的柔顺性,提出了一种改进型递归小脑模型神经网络模型关节力矩预测方法。该方法采用肌肉协同分析对采集的相关肌肉的表面肌电信号(sEMG)进行降维,将降维后的sEMG特征向量与关节角速度、关节角度作为输入信号,并在小脑模型神经网络中加入递归单元和模糊逻辑规则,以小波函数作为隶属度函数,对非疲劳、过渡疲劳及疲劳这3种状态下的踝关节背屈跖屈运动的动态力矩进行连续预测。力矩预测值与实际值之间的平均皮尔逊相关系数和平均标准均方根误差分别为0.933 5和0.159 8,实验结果验证了该方法对下肢关节力矩连续预测的准确性和有效性。     

A compound scheme on parameters identification and adaptive compensation of nonlinear friction disturbance for the aerial inertially stabilized platform

A compound scheme is proposed to compensate the effect of nonlinear friction disturbance on the control precision of a three-axis inertially stabilized platform (ISP) for aerial remote sensing applications. The scheme consists of friction parameters identification and adaptive compensation. A LuGre model-based ISP friction model is first developed. Then, a comprehensive experimental scheme is proposed to obtain the static friction parameters. Further, the dynamic parameters are identified by experiments and dynamic optimization. On the basis of identified parameters and Lyapunov stability theory, a backstepping integral adaptive compensator is designed to compensate the nonlinear friction disturbance. Simulations and experiments are carried out to validate the scheme. The results show that the compound scheme can accurately obtain the friction parameters and improve the control precision and stability of ISP.     

基于二维随机场的地基大型光学望远镜风扰动时程模拟与性能预测

随着地基光学望远镜口径的不断增大,风扰动已成为影响望远镜成像质量最为关键的因素之一.为了深入研究风扰动对望远镜系统性能的影响规律及作用机理,从时域角度对望远镜在风扰动作用下的响应进行时程模拟以及系统性能预测.首先,简要介绍了望远镜结构组成并采用有限元方法建立了结构动力学模型,通过模态变换方法将动力学模型转换到模态坐标系...     

煤炭采样机械臂的刚柔耦合动力学建模与仿真分析

基于多体动力学理论和拉格朗日方程,将煤炭采样机械臂中的大臂、小臂、伸缩臂考虑为柔性臂,结合Pro/E,ANSYS和ADAMS分别建立刚性和刚柔耦合模型,在相同驱动函数下对两种运动模型进行分析,仿真得出两种模型变化曲线,对比仿真结果表明,在研究臂架系统时,考虑各个臂杆柔性变形是非常必要的,刚柔耦合建模更符合工程实际,所得到的研究结果为采样臂动力学分析和结构优化奠定了理论基础.     

基于ADAMS的复合轮式海底车动力学建模与仿真

针对深海富钴结壳和热液硫化调查区复杂多变的底质环境特征,设计了一种具有高越障性能的复合轮式海底车.利用ADAMS软件建立海底车的三维仿真模型,对其垂直越障过程进行动力学仿真分析,获得了海底车关键部件和整车的动力学特性曲线,为海底车路径规划和运动控制系统提供了理论依据.     

弧面分度凸轮机构动力学建模与Simulink仿真技术的研究

对弧面分度凸轮机构动力学特性进行了研究，考虑间隙存在、柔性轴和电机特性下，建立了系统动力学方程，应用Matlab／Simulink求解和动态仿真。结果显示间隙对凸轮和工作盘的响应有影响，从动件最大角加速度提高28％，电机输出轴角速度高频振荡。     

基于数字样机的铁路客车转向架动态设计与仿真

以仿真为核心的数字样机是虚拟现实技术在工业界的典型应用,是提高工业产品设计质量和效率的重要手段.从铁道车辆转向架设计的要求出发,提出了基于数字样机技术的转向架动态设计与仿真平台的框架结构与设计流程,并结合典型零部件的设计过程,从结构设计、机械物理性能和加工工艺仿真等方面,对基于数字样机技术的转向架动态设计与仿真的关键技术和方法进行了阐述.     

基于共同补给期的直运型供应链库存协调模型及仿真

研究了二级直运供应链通过共同补给期协调库存的策略问题。在该供应链中,单一的供应商向面临随机需求的多个零售商提供单一产品。在提出的库存协调策略下,当零售商接受供应商提供的共同补给期时,供应商则提供给零售商一定的价格折扣。最后,通过数值仿真分析,验证了该策略可以降低供应商的成本,而零售商成本的增加则可以通过价格折扣来补偿,从而显著地降低了供应链的总成本。     

弧形螺旋弹簧动态负载特性仿真分析研究

通过建立单节弹簧单元受力模型,分析了长弧形螺旋弹簧在加载和卸载工况下的扭矩负载特性及影响因素。研究表明:弹簧在工作时处于非均匀压缩状态,具有非线性动态迟滞,且发动机转速及摩擦因数越大,迟滞效应越大。在此基础上,仿真计算了双质量飞轮与传统离合器从动盘式扭转减振器的动态响应,仿真结果表明:双质量飞轮可大幅度降低变速箱输入轴振动响应,从而降低传动系统的振动噪声。     

基于ADAMS的某型艇车装卸载动力学仿真研究

分析了艇车机构组成和机构动作,运用Pro/E和ADAMS建立了艇车装卸系统的虚拟样机模型,对艇车装卸动作进行了动力学分析,得出了主油缸的时域受力曲线和力-位移曲线。仿真结果为艇车装卸机构的有限元分析、机械结构优化、可靠性分析和液压系统选型设计提供了依据。