高速电梯机械系统振动的分析与计算

首先建立了电梯运行过程机械系统振动分析的力学与数学模型。该模型为线性多自由度时变系统模型。文章对该时变系统模型离散化为一系列时不变的瞬时系统进行数值 解。对于电梯运行的各种工况下,文章对振 响应都作了分析与计算,并对瞬时系统固有频率也作了计算分析。数值仿真结果表明,本文的方法能较好地解释电梯的实际振动情况,从而对于电梯的动态行为有了比较深入的了解。     

CNC系统S型曲线加减速算法的设计与实现

加减速控制是CNC系统开发的关键技术之一.传统的加减速算法在加减速阶段的起点和终点处存在加速度突变,电动机在运转时存在柔性冲击.为此,文章提出了S型曲线加减速算法,并在基于蓝天NC200硬件平台的开放式数控系统设计中加以实现.实例表明,给出的S型曲线加减速算法能克服传统加减速算法的缺点,能获得平滑的速度和加速度图.     

S型速度曲线进给率控制研究

针对混合S型进给率曲线的加减速架构,研究并讨论其轮廓之误差,然后针对性提出用以解决此类进给率曲线轮廓误差的混合型进给率曲线,并通过修正连续刀具路径上的加、减进给率曲线达到控制转角误差的目的,仿真结果证明了该方法的有效性。采用该优化方法可以充分发挥CNC伺服电动机的性能,从而有利于降低CNC系统的成本。     

基于S型曲线加减速的机器人圆弧轨迹规划与仿真

轨迹规划算法在机器人控制中的地位十分重要,其优劣会直接影响机器人的运动速度、精度以及平稳性。结合康尼公司设计的KNT-ESR6B机器人,针对传统加减速算法的运动加速度突变所造成的机器人运动抖动问题,提出了基于S型曲线加减速的空间圆弧轨迹规划算法,并在Matlab平台进行了仿真实验。     

双重钢轨吸振器对轨道系统的振动抑制研究

城市轨道交通线路在小半径曲线、加减速区段等特殊地段,具有较高的减振性能需求,附加钢轨吸振器是一种有效抑制轨道系统振动的方法。以抑制地铁特殊地段的钢轨振动为目的,建立含附加钢轨吸振器的轨道垂向动力学模型,求解钢轨的振动响应,以分析钢轨的振动形式为基础,建立评价振动大小的Pinned-Pinned振动突变量化指标与分级标准。提出了单个钢轨吸振器抑制钢轨振动的设计方法并拟合优化设计频率表达式,指出附加单个钢轨吸振器带来的不利影响,进而提出双重钢轨吸振器的设计方法。结果表明,钢轨的动柔度在900～1 300Hz发生体现为尖峰与低谷的突变现象,建立的突变指标可以用于评价钢轨的Pinned-Pinned振动的大小;单个钢轨吸振器可以有效地抑制钢轨振动,但附加的吸振器会给轨道系统带来不利影响,导致轮轨动作用力的加剧;双重钢轨吸振器因存在两个减振频率的特点,不仅可以有效地抑制钢轨振动,而且对钢轨的不利影响较小,使钢轨的振动响应更平缓。对钢轨Pinned-Pinned振动的量化评价以及钢轨吸振器的理论参数设计具有重要的参考价值。     

电梯系统的高精度S型速度曲线的生成和实现

电梯速度曲线决定了电梯系统的舒适度和平层精度等重要性能指标。本文着重提出了一种新的S型速度曲线的生成方法，根据当前电梯运行状态实时修正曲线形状，实现了各种参数下的速度曲线，并且保证电梯在速度、加速度和加速度变化率连续条件下的平层精确；随后讨论了S型速度曲线的实现方法，提出了曲线状态转换、变采样周期等方法；最后对所提出的曲线生成和实现方法进行了测试，确保其满足控制要求。     

数控系统中S型曲线加减速控制算法研究

为了解决数控系统中S型加减速算法解析式方法缺乏的问题,提出一种7段式S型曲线加减速控制算法。该算法将所有7段式S型曲线可能出现的情况归纳为11个一元多次方程,再利用求根公式得到加减速时间。自主研发一种多轴运动控制卡,验证了7段式S型曲线加减速控制算法的所有情况。验证结果表明：该算法简单有效、运行稳定,能够满足高速高精度数控要求。     

基于S型速度曲线的机器人连续多轨迹规划

针对工业机器人在笛卡尔空间的多轨迹规划问题,设计出一种基于S型速度曲线的连续多路径平滑过渡算法.根据特征点坐标、半径调节参数和进给速度在路径拐角处建立圆弧模型进行转接过渡,并采用四元数对姿态进行插补,建立空间直线与圆弧的位姿模型.在MATLAB平台上与首末速度为零的传统S型速度控制算法进行了连续多轨迹仿真实验对比.结果...     

有轨电车-嵌入式轨道曲线啸叫噪声时域建模分析

有轨电车通过小半径曲线时易产生严重的啸叫噪声,产生机理复杂且影响因素较多,目前曲线啸叫的产生机理及其关键影响因素在国内外研究中并未形成统一认识.基于轮轨摩擦曲线下降特性引起轮轨系统不稳定自激振动的曲线啸叫产生机理,建立有轨电车-嵌入式轨道曲线啸叫噪声时域预测模型,主要包括考虑弹性车轮、嵌入式轨道结构特性的轮轨结构动力学...     

机械臂架系统的非随机振动分析

研究了机械臂架结构在不确定性动态激励作用下的振动问题。针对不确定动态激励的样本函数数量有限,难以得到具体的概率统计信息的问题,采用区间过程对其进行描述;基于结构单位脉冲响应并利用卷积积分及区间过程的相关性质获得动态不确定激励的波动上下边界;以混凝土泵车臂架作为典型工程装备部件,应用上述方法对臂架系统作业过程中的动态响应进行了研究分析。     

基于嵌入式双服务器的机械振动监测系统的设计与实现

针对机械振动监测系统特点,提出一种ZigBee组网技术和嵌入式技术结合的无线远程监测系统.开发了以FPGA为核心的振动数据采集节点,由ZigBee网络实现现场数据传输;嵌入式双服务器以32住高性能处理器S3C2410为核心,移植嵌入式FTP服务器和BOA服务器,采用B/S模式的网络架构,通过Internet进行远程数据传输与监控,实现了数据采集和远程监测的嵌入式一体化.对比实验显示该系统可以有效地实现机械振动信号的采集和远程传输.     

考虑振动抑制的多冗余度特种操作机器人轨迹优化方法

为了实现复杂曲管内曲面的自动化喷涂作业,设计多自由度的冗余度特种操作机器人。而多冗余度机器人系统刚度低,使得机器人在喷涂作业过程中出现振动,末端轨迹跟踪误差加大,降低了涂层质量。为此,通过分析冗余度机器人带有弹性变形影响的动力学方程,提出一种利用冗余自由度对机器人关节空间作业轨迹进行优化的新方法,实现了机器人在作业过程中的振动抑制,并且满足复杂三维工作空间约束。在试验中应用此方法,机器人在运动过程中既满足复杂的工作约束,同时减少了末端的振动,实现了振动抑制,证明了该优化方法的有效性。     

基于粒子群算法的机械平台自动升降轨迹控制方法

机械平台升降轨迹受到多个关节、连杆运动参量的影响,很难对其进行精准控制,因此提出基于粒子群算法的机械平台自动升降轨迹控制方法。分析机械平台结构与基本参数,构建机械平台升降轨迹模型,采用多项式插值方法插值处理机械平台升降轨迹,获得轨迹插值方程,确立升降轨迹控制函数。采用粒子群算法求解升降轨迹控制函数,算法输出结果即为升降轨迹最佳控制量,从而实现机械平台自动升降轨迹控制。实验结果表明,该方法获取最佳控制量迭代次数较少,升降轨迹控制效果较好,应用性能较佳。     

模态参数识别和输入整形相结合的抑振方法

针对输入整形技术对模态参数的高度依赖性以及整形器给系统带来延时的问题,提出一种模态参数识别和无延时输入整形结合的复合方法。以单自由度机械臂为对象,研究在S型曲线输入信号作用下系统的振动特性,定量分析该方法对机械臂残余振动幅值的影响。搭建了机械臂残余振动抑制测试的实验平台,并采用对系统模态参数最敏感的零振动(zero vibration,简称ZV)型整形器进行间歇-间歇(rest-to-rest)实验。结果显示,使用该方法后机械臂残余振动的最大振幅仅为原最大振幅的31%,稳定时间由整形前的0.118s缩短到整形后的0.043s,机械臂运动控制的总时间由1.738s降为1.643s,表明该方法有效地抑制了机械臂的残余振动,并保证了机械臂的工作效率。     

一种三自由度支链嵌套并联机器人末端残余振动的主动抑制

针对三自由度支链嵌套可连续回转并联机器人末端残余振动问题,提出了基于经典正脉冲输入整形和最优S形轨迹曲线相结合的主动控制方法。首先采用拉格朗日法对刚性杆柔性部件组成的支链嵌套并联机器人进行刚柔耦合动力学建模,并通过动态特性分析确定对末端残余振动影响较大的低阶模态。结合实验分析和仿真获得共振频率和阻尼比,并根据线性化二阶欠阻尼系统在脉冲序列作用下的残余衰减振动模型,采用前反馈正脉冲输入整形与最优S形轨迹曲线相结合来改变驱动器的输入信号,从而达到对支链嵌套并联机器人末端残余振动的主动抑制。最后通过实验和数值分析对该方法进行了验证。实验结果表明,应用该方法后此种支链嵌套并联机器人末端残余振动的衰减时间缩短了14%,最大振幅降低了22%,有效提高了并联机器人在高速高精度硅片搬运过程中的定位精度和轨迹精度。     

直升机载雷达动力学分析及振动抑制方法研究

安装在直升机桅杆顶部的雷达需要进行轻小型设计,同时又要适应严酷的力学环境,减重与提高系统的刚性通常是一对矛盾。为了在轻小型状态下提高系统抗力学环境的能力,需要对此类雷达进行动力学分析及主动振动抑制方法的研究。文中利用 Kane 方法推导了直升机载雷达的动力学理论模型,验证了模型的正确性,求解了直升机载雷达的振动变形情况,给出了主动抑振方法,求解了抑振效果,为直升机载雷达的主动振动抑制研究提供了理论基础。     

基于时滞补偿方法的混凝土泵车臂架主动减振

混凝土泵车施工时,臂架末端的抖动影响设备和人员安全;在实施臂架减振控制时,臂架液控系统中的时滞问题又严重影响其减振效率。针对该问题,提出了一种适用于臂架结构的一步和多步预测补偿算法,基于臂架末端振动位移的历史数据,利用时间序列法对臂架的振动姿态进行提前预测,使预测出的臂架姿态尽可能地接近其实际情况,从而为臂架主动减振控制提供一个可靠的参考轨迹。基于该参考轨迹,控制每节臂上的液压油缸,对臂架进行反向加力,实现各节臂的联动抑振。仿真及外场试验结果表明,基于臂架振动姿态预报的时滞补偿算法能够对系统中的非线性时滞进行有效补偿,时滞补偿后的臂架主动减振控制策略能够使水平工况下臂架末端的振动位移幅值减小80%以上,取得了显著的减振效果。该种臂架主动减振控制方法在变排量、变姿态、变泵送料的情况下均可使用,具有高度的智能性和自适应性。     

柔体动力学模型的机器人关节振动分析与抑制

为解决工业机器人传动系统中的柔性传动环节常常导致的机械谐振问题,减小手臂在运动中出现振动,研究了基于柔体动力学模型的机器人关节振动抑制的方法。该方法先通过对机器人关节建立柔体动力学模型,从数学表达式中分析其产生振动的原因,利用ABAQUS有限元软件获得关节的振型信息,并基于ABAQUS的振型特点获得力锤激励实验法的测点布置,通过实验获得关节轴的模态信息,并进一步分析共振频率对机器人的控制影响以设计合适的陷波滤波器,从而实现对机器人关节振动的抑制。该方法在机器人第5关节中进行了仿真和控制实验,末端余振幅值的实验说明振幅加速度值从3降至0.5m/s2,停止后电机转子偏移量绝对值从1降至0.5°,体现了陷波滤波器良好的抑制特性。