机械运动方案设计的状态空间方法

提出了机械运动方案设计的状态空间方法,以基本变换单元为基础,建立了运动变换状态方程,提取了输入与输出特征矢量、运动传递函数与特征值,讨论了对偶矢量、状态变换矩阵及状态空间的性质,得到状态空间中运动变换特征矢量的运算规则,实现了把串联机械系统的运动方案设计问题转化为输入输出运动特征矢量在状态空间中的单环路径规划问题,通过状态空间中不同对偶点的连接方式可以获得相应的运动方案设计可行解,为机械运动方案设计提供一种新的有效方法。     

基于状态空间方法的机械运动方案设计的理论基础

为解决机械运动方案的设计问题,提出了机械运动方案设计的状态空间方法,以基本变换单元为功能载体,构建了状态特征矢量,并推导获得了状态方程;提取了状态矩阵内非零元素的运动特征值,讨论了对偶矢量及状态空间的相关性质,得到了状态空间中运动变换特征矢量的运算规则,为应用状态空间方法实现方案设计的可计算自动求解提供了理论基础。     

液压系统方案设计的能量特征状态模型

提出液压系统方案设计的能量特征状态模型。以定性矢量的形式描述液压系统的能量特征,将一个完整的液压系统分解为若干个单动作子系统进行设计;将液压元件与其在系统回路中的使用方式相结合定义两类基本变换单元作为新的系统设计功能选择单元,并以功能分析为基础构建两类基本变换单元的定性矩阵表达;建立单动作子系统方案设计模型,将单动作子系统方案设计问题转化为模型空间内的矩阵分解与匹配。通过具体设计实例验证该方法的可行性与有效性。     

基于方向变换矩阵的三维装配草图生成方法

针对求解方案设计获得的可行方案的空间布局及可视化表达问题，提出了三维装配草图的一种自上而下设计方法，建立了方向变换矩阵，并通过其分解描述子装配体在空间的布局。基于三维实体造型平台，提出了相应的算法加以实现。通过一个设计实例验证该生成方法及算法可行、有效。     

机械传动方案设计的状态空间法

以状态空间为纽带，将机械传动的原理运动方案与结构方案结合在一起，实现了计算机辅助方案设计的集成。在原理运动方案求解时通过扩大功能需求描述，引入相应的优化技术，实现了分解级数的自动确定，有效地界定了原理方案的解空间，避免了解的组合爆炸和众多无意义解的生成；由传递函数确定的结构集合的卡氏积运算实现结构的多方案设计，为相关设计提供一种新思路。     

单元组合下的齿轮轮系运动方案分析

针对齿轮轮系运动方案设计的研究还没有形成完善的理论体系的问题,运用单元组合方法与实例验证方式,对齿轮轮系运动方案进行了分析,创建了一种轮系运动方案分析模型。通过单元连接方程和单元组合特征状态方程,研究了其特征状态矩阵分解规则,得到了齿轮系统的矩阵串联、并联及混联分解算法,实现了特征状态矩阵的拆分,并形成了齿轮轮系运动方案分析流程;同时,齿轮轮系的单元库中存在着含传动比、输入转速等设计需求的基本单元,对其运动特征矩阵进行了拆分,通过匹配获取了单元,并进行了相应的组合。研究结果表明:特征矩阵的拆分方法是高效且可应用的,以风力发电的变桨齿轮箱齿轮轮系运动方案求解为例,从该例中获得了9种运动方案结果,说明该分析方法可为实际工程中齿轮轮系运动方案研究提供参考。     

机构类型综合设计过程自动求解分析及算法实现

定义了实现运动变换的基本机构元素、集合；应用运动变换矩阵，对类型综合过程进行了描述；建立了便于将基本机构信息转换为数据库中存储形式及分解过程的数据结构；基于建立的数学模型及数据结构，提出了运动变换矩阵分解及自动化求解过程的算法。实现了机械系统类型综合设计的自动化求解，通过一个设计实例验证了算法的可行性及有效性。     

复杂运动需求机构自动化选型方法研究

通过引入运动特性变换矩阵,将机构的运动特性,如运动类型、运动轴线和速度特性等,集成于一体,并通过对运动特性变换矩阵行和列进行变换,然后对速度特性进行扩展和分配,实现运动需求的自动分解。该方法从本质上讲是一种自顶向下的求解方法,以成熟的矩阵理论为依托,逻辑性和可操作性强,有利于计算机辅助自动化求解过程的实现。     

齿轮传动方案数字化设计的研究

建立齿轮传动方案设计的知识单元,提取知识单元的运动、动力以及结构属性,依据机械运动方案设计的状态空间理论,将知识单元的运动及动力属性转换为特征矢量,从而使齿轮传动方案求解转换为矩阵计算,并将知识单元动力属性与三维参数化模型相关联,通过知识单元参数化模型的配合实现传动方案的可视化.建立齿轮传动方案的知识单元库并转换为相应的数据结构,在知识单元的串并联组合基础之上,实现知识单元混联组合的方案求解.运用VS开发工具开发齿轮传动方案设计模块,输出满足用户需求的齿轮传动方案三维模型以及方案相关详细信息.     

基于状态空间方法的数据库的实现及应用

基于状态空间方法理论,总结出两个基本变换单元串联机械运动系统的各类必要条件,通过人为矩阵分解运算匹配,记录在Excel表格中建立数据库。以分水板固定机构为例,根据设计需求选择筛选条件,得到相应基本变换单元机构进行组合,之后基于运动链的拓扑性能评价对选取的方案进行评价及比较。     

FUZZY DESIGN SYSTEM OF CAM MECHANISMS

ＦＵＺＺＹＤＥＳＩＧＮＳＹＳＴＥＭＯＦＣＡＭＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ￥ＺｈａｏＨａｎ（ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）ＺｏｕＨｕｉｊｕｎ（ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｂａｓｉｓｏｆｔ...     

冲裁模具结构设计知识表示与处理技术研究

针对冲裁模具结构设计的特点，提出知识驱动的冲裁模具结构设计的基本原理，建立了以过程表示为主导，结合框架、产生式规则的混合知识表示模式，介绍了模具结构设计知识专用描述语言BDSKL。基于BDSKL，建立了冲裁模具结构设计知识库，实现了设计策略，零件的几何构型方法的充分描述；介绍了基于几何的知识处理等关键技术的解决方案。     

二自由度基本机构特征状态方程及其应用

提出了二自由度基本机构的特征状态分析方法，并依此建立了二自由度基本机构的数学知识模型。首先定义并归纳了运动功能特征模式，继而针对具体二自由度基本机构输入输出连续运动速度一般方程，提取输入输出运动的特征矢量，并在二元函数级数展开的基础上提取出函数的功能特征值，从而把二自由度基本机构的运动传递单元转化为运动特征变换单元，由此使机构的运动功能分析脱离机构单元本身具体尺度的影响；建立了二自由度基本机构的特征状态方程，进一步讨论了特征矢量、特征状态方程的性质及其运算规则，得到了运动传递特征和性质；研究了数学模型到基础数据的知识转换过程，建立了二自由度基本机构基础知识数据库，为机械系统方案设计提供选型依据。通过实例说明了造型过程及其具体方法。     

A new symbolic representation method to support conceptual design of mechatronic system

Regarding the typical mechatronic system that realizes controlled motion behaviour as the research object, the mechatronic system is composed of three subsystems, they are generalized executive mechanism subsystem, sensing and testing subsystem, and information processing and control subsystem. Based on the three subsystems, a new kind of symbolic representation method to represent a design scheme of mechatronic system is presented. This symbolic representation method includes graphical symbols, literal symbols and port information flows on the abstract layer of basic mechatronic function units in common use. Two applied instances are given. The method standardizes scheme representation of mechatronic system. The purpose is that the computer can identify and operate the standardized scheme representation. Furthermore, the method can be implemented in connection with related knowledge base to produce creative scheme. The symbolic representation method provides theoretical basis for computer aided conceptual design of mechatronic system.     

面向对象的可视化减速器结构设计专家系统

在分析减速器结构设计过程的基础上，根据自上而下的设计思想提出结构设计专家系统的模型，采用面向对象的知识表示法建立了数据库形式、产生式形式及程序源代码形式所构成的系统的知识库，并且建立了与之相适应的分层次的多级推理机，从而建立了可视化的减速器结构设计专家系统。     

平面轮系机构运动分析的研究

平面轮系机的运动分析对进行轮系机构分析与设计具有重要的意义.平面轮系机构都是由两种轮系基本回路单元组成,根据平面轮系机构结构的组成特点,运用轮系机构各构件间相对运动关系,构建了轮系机构基本回路单元的运动分析方程,由轮系机构基本回路单元组信息构造出轮系机构运动分析数学模型,并给出了平面轮系机构运动分析自动化的流程图.通过实例计算检验,该数学模型所得的计算结果与所参考文献的计算结果一致,该模型易于模块化,计算机能自动生成.     

基于知识工程的机电产品快速设计

利用知识工程技术对机电产品设计知识进行分析、归类，以产品族为设计知识的组织和管理单元，建立了产品族知识库，主要包括系列化的产品族实例库和规则库，并提供相关知识库管理工具。同时，结合现有的CAD系统，实现基于知识的产品智能化快速设计，给出了具体应用实例。     

机电一体化系统方案求解知识库的建立及辅助方案创新

提出了机电一体化系统方案求解知识库的构成体系。基于VB6．0及ACCESS2002软件平台，采用关系型数据库技术及面向对象的设计方法构建了机电一体化系统方案求解知识库。该知识库包括9个功能模块。其中基本运动功能载体库、驱动元件库及传感检测载体库对机电一体化系统的方案求解起核心的支撑作用。建立的机电一体化系统方案求解知识库具有方便快捷的查阅方式，能自动产生多种可行方案，且易于维护。为计算机辅助机电一体化系统的方案创新设计提供了有效手段。