高速铣削再生颤振稳定性预测与验证

再生型颤振是制约高速铣削加工效率和零件加工质量的主要因素。以高速铣削加工为研究对象,建立了考虑再生效应的高速铣削动态铣削力模型和颤振稳定域解析模型,通过模态实验获得机床-刀具系统的频响函数,在此基础上综合使用铣削稳定性判据进行数值分析,获得了高速铣削颤振稳定域的解析解。最后,进行了零件颤振稳定性铣削加工实验,实验得到的结果与仿真结果吻合良好,由此验证了建立的颤振系统动力学模型和颤振稳定性解析模型的正确性。     

基于旋转稳定和尾翼稳定的弹丸飞行稳定性研究

在弹丸飞行稳定性准则的基础上,阐述了弹丸飞行稳定性的条件,并着重讨论陀螺稳定因子、动态稳定因子以及瞬间扰动对弹丸稳定性的影响.通过对摆动理论和旋转理论的分析研究,给出旋转弹和尾翼弹丸稳定性条件.研究表明：要同时满足陀螺稳定性和追随稳定性两个要求比较困难,有时甚至是矛盾的,这时需要采用合理的膛线缠度来保证.     

起重机伸缩臂局部稳定性研究

采用有限元法和解析法对箱形伸缩臂局部稳定性进行比较分析.有限元法分析中的约束条件重点考虑了相邻臂节间的滑块作用.分析结果表明滑块与下盖板的接触条件对板的局部稳定性有很大的影响.解析法的分析结果接近于有限元法中滑块最不利接触条件的分析结果.     

汽车侧翻及稳定性分析

通过对三自由度线性汽车侧翻模型的理论分析,得到了汽车侧翻系统准动态稳定因子。与静态稳定因子进行了比较,并应用劳斯-赫尔维茨稳定性判据得到了汽车侧翻系统的稳定性条件。通过数值仿真分析得到了汽车结构参数对侧翻稳定区域的影响,并通过固定转角及变车道行驶两个实例仿真来验证,得到结果与理论分析一致。     

基于动态稳定性的汽车侧翻预警

为提高汽车侧翻预警算法的实时性及动态过程侧翻预警的精度,提出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法。考虑车轮侧倾外倾和侧倾转向及悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性的影响,建立多自由度汽车侧翻动力学模型;应用汽车侧翻动力学理论及劳斯稳定性判据获得汽车侧翻动平衡稳定条件及汽车侧翻动平衡状态的抗干扰稳定条件,并提出侧翻动态稳定因子作为汽车动态稳定性的评价指标;融合汽车侧翻预警机理及侧翻动态稳定因子设计出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法;针对高速紧急工况下运动型多功能车侧翻过程进行动态侧翻预警仿真分析。结果表明,基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法预警结果准确、实时,可提高动态过程汽车侧翻预警精度,降低侧翻危险的误报警率,有助于改善汽车防侧翻的主动安全性能。     

微铣削再生颤振动力学建模及稳定性分析

再生颤振是制约微铣削加工效率和加工质量的主要因素.以微铣削加工为研究对象,建立了考虑再生效应的微铣削颤振系统动力学模型和颤振稳定域解析模型,通过模态实验获得机床-刀具系统的频响函数,在此基础上综合使用铣削稳定性判据进行数值分析,获得了颤振稳定域解析解.最后进行了颤振稳定性加工实验,实验结果与仿真结果吻合良好,验证了建立的微铣削颤振系统动力学模型和颤振稳定域解析模型的正确性.     

薄壁零件铣削加工稳定性极限分析

针对薄壁零件铣削加工颤振稳定性问题进行了分析研究。综合考虑刀具子系统和工件子系统动态特性,采用三自由度弹性-阻尼系统,建立了适合薄壁零件的三维动态铣削力模型,求出了高速铣削稳定性极值解析解。根据模态锤击实验获得的频率响应函数(FRF frequency response function),绘出了铣削加工颤振的稳定性图形,并通过实验证实了稳定性图的有效性和准确性。     

多维动态贝叶斯网络及其重要度分析方法

贝叶斯网络分析方法是可靠性分析的重要方法,但传统贝叶斯网络分析方法局限于分析单因素影响,当系统可靠性受多因素影响时会产生较大分析偏差。为此,提出多维动态贝叶斯网络分析方法,借助单位阶跃函数与冲激函数进行贝叶斯网络时间连续化构造,建立根节点受多因素影响时系统的失效概率分布函数。在此基础上,对传统重要度分析方法进行多维扩展,提出多维动态贝叶斯网络重要度分析方法。通过对斗轮机张紧机构液压系统进行工程实例分析,并与离散时间贝叶斯网络分析方法分析结果对比,验证了多维动态贝叶斯网络及其重要度分析方法的可行性和优越性,为系统改进与薄弱环节识别提供了更为准确的量化依据。     

量化因子对自动驾驶偏差数据处理的研究

针对自动驾驶汽车在转向时为防止横向偏差和角度偏差数据超出物理论域而导致决策错误,在模糊控制系统中设计了横向偏差和角度偏差量化因子模块.模糊控制系统中采用了阿克曼转向原理的汽车运动学模型,实时获取自动驾驶汽车坐标和航向角用于计算汽车基于路点的横向偏差和角度偏差,偏差通过量化因子作用,限定在了模糊论域之中,避免了在一些特殊路段由于数据超出论域而导致决策错误的情况,通过Car Sim和Simulink联合仿真的结果表明:在25 km/h以下的车速下,通过量化因子模块的作用,模糊控制器能够正常的输出转角。     

弹性凸轮系统参激振动稳定性分析

将多尺度法与Ｆｏｕｒｉｅｒ级数展开相结合，分析了单自由度线性周期时变弹性凸轮系统的参激振动稳定性问题，导出稳定性边界临界曲线的近似解析解，指出在频率比ω０／ωｎ＝２／ｋ（ｋ＝１，２，…）处存在着不稳定区域。通过实例对不同凸轮运动规律及不同运动时间分配进行分析计算，得出相应稳定区域图，发现后者对系统稳定性影响远甚于前者，增大阻尼比可大大改善系统稳定性。最后，直接对方程数值积分证实所得近似解析解的正确性。     

双电机后驱车辆操纵稳定性分层混杂模型预测控制

为改善车辆在复杂工况下的操纵稳定性,解决低附着路面易失稳的问题,针对后驱双电机轮边驱动电动汽车提出一种结合直接横摆控制与主动转向控制的操纵稳定性控制策略。控制策略采用分层控制结构：上层控制器采用多输入多输出系统的模型预测控制,对目标附加横摆力矩与前轮主动转向角进行求解;下层转矩分配控制器采用混杂模型预测控制（hMPC）,将轮胎纵向力的非线性特征简化为分段的混杂系统,在分配驱动转矩时考虑车轮在不同工况下的滑转情况。搭建了基于dSPACE实时仿真系统的仿真平台,在高附着、低附着路面下进行半实物仿真试验。仿真结果表明,与二次规划（QP）转矩分配算法相比,高附着路面工况下平均相对误差减小了17.64%,方均根误差减小了42.86%,最大偏离误差相对减少了7.64%;低附着路面工况下可以有效防止车辆失稳,改善操纵稳定性。     

基于近似熵的短路过渡焊接规范分析

介绍非线性参量近似熵的理论及算法,提出由近似熵的角度去分析短路过渡弧焊稳定性的思想,对指导实际焊接过程时的规范选择有参考作用.在焊接参数均满足匹配条件下,采集短路过渡的弧焊电流信号,对该电流信号的近似熵进行计算,结合传统的最佳电弧的理论认识,通过比较不同规范下近似熵的大小和近似熵的标准方差,探索得出近似熵与稳定性的规律.结果表明最佳的焊接规范具有近似熵较大,标准方差较小的特征,且在最佳的焊接规范中标准方差最小就对应着最佳电弧.     

单排连续切换全向轮移动机器人的布局方式与运动的稳定性分析

研讨了一种单排的连续切换全向轮及其全方位移动机器人的全向轮布局选择与运动时的稳定性问题,提出了一种单排的连续切换全向轮的结构,并基于此结构建立了移动机器人系统的运动学模型,通过解析系统速度逆雅可比矩阵的秩,得到了系统实现全方位运动的条件,分析给出了实现全方位运动所需的三轮、四轮的布局方式。同时,根据非完整系统的劳斯方程,建立了全向轮机器人的动力学方程,计算了车体在斜坡上运动时不发生后翻和侧翻的条件,并用ADAMS软件进行仿真验证了模型。研究为此类系统的设计和控制提供了理论基础。     

电力系统中电压稳定及控制技术的探讨

从现今电力系统发展趋势出发,介绍了电力系统中电压稳定性及其分类情况,说明了电压稳定及控制技术的探讨意义:还从根据电压失稳的两个主要原因着手,具体阐述了相关的分析技术;并基于对电压失稳的分析,详细研究了电压稳定的控制措施.     

微球测速聚类分析的流式液路稳定性评估

提出了一种基于90°Mie散射的高速图像采集微球测速方法,用于准确评估流式细胞仪流动室内的层流状态及单细胞流的稳定性。利用流动室内微球速度的稳定性对流动室内单细胞流的稳定性进行了评估。首先,利用高速显微成像系统采集90°Mie散射光的图像,选取90°侧向散射光以避免激发光源直射光的干扰,同时去除背景光源并提高图像对比度;然后,利用基于梯形白化权函数的灰色聚类分析方法对微球拖尾图像进行分类,实现对不足、正常、衍射和重叠4种情况的准确分类;最后,利用中点法确定正常图像上升沿及下降沿的边界,提高拖尾长度计算的准确性。搭建了高速微球测速实验系统,对本文方法进行验证。结果表明,该方法能够获得清晰的微球拖尾图像并对微球拖尾图像进行准确分类。对本文实验系统测得的微球拖尾长度平均值为116.9个像素点,标准差为1.7。     

基于力触觉手柄的虚拟环境力反馈交互系统稳定性分析

基于力触觉手柄的虚拟环境(VE)力反馈系统在人机交互领域得到广泛应用,稳定性是系统正常工作的前提。首先将力反馈设备、虚拟交互环境以及操作者作为独立模块单独建模,再基于阻抗再现方法建立力反馈交互系统闭环控制模型,并利用赫尔维兹判据推导了系统稳定的条件,利用频率响应函数分析了刚度和阻尼、零阶保持器的信号保持时间间隔以及操作者阻抗对系统稳定性的影响,给出了虚拟刚度、虚拟阻尼以及操作者阻抗等影响因素的临界稳定条件。利用研制的力反馈触觉手柄构建了实验系统并进行了实验研究,针对不同的力反馈频率和不同的阻抗分析了不同条件下的系统稳定性。实验结果证明了理论分析的正确性。     

基于LabVIEW汽车操纵稳定性试验系统的开发

基于当今对汽车操纵稳定性试验的灵活性、便捷性、可靠性和图形化的要求,结合GPS、AHRS及AM-2012转向力角测试仪的特点,开发了基于LabVIEW的汽车操纵稳定性试验测试系统。在介绍了操纵稳定性的重要性以及试验系统的要求的基础上,详细的介绍了该操纵稳定性试验系统的组成。并给出了数据采集、处理以及实时显示的软件流程以及相关关键技术的实现方法。最后进行了具体的实车道路试验,通过对试验数据进行分析,验证了该试验系统的可靠性和便捷性。     

基于Stribeck摩擦模型的盘式摩擦副稳定性分析

为了分析摩擦副滑动摩擦状态下的稳定性,分析系统的失稳条件,以Stribeck摩擦模型为基础,建立了速度相关的多自由度摩擦副滑动稳定性分析模型。建立了盘式摩擦副的系统动力学微分方程,进行了基于库仑摩擦定律摩擦力计算公式的级数展开,随后依据李雅普诺夫稳定性判据进行了系统稳定性求解,并分析了系统关键参数对系统稳定性的影响。研究结果表明,采用减小Stribeck系数和摩擦因数静动比、减小外载荷和增大系统阻尼等方法,能提高系统的稳定性。     

基于ANFIS及MPC的车辆转向换道控制系统设计

为提高智能车辆在高速工况下进行转向换道避撞时的行驶稳定性,设计了一种基于ANFIS及MPC的车辆转向换道控制系统。车辆转向换道控制系统是以模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)算法为基础,结合五阶多项式换道路径和最小车距安全模型搭建的;以理想横摆角速度与实际横摆角速度的偏差及其变化率为双输入,利用自适应神经模糊系统(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System, ANFIS)规则输出所需的附加横摆力矩,对车轮进行差动制动,以修正车身姿态,实现行车稳定。仿真结果对比表明,此车辆转向换道控制系统可显著提高车辆在高速工况下进行转向换道避撞时的行驶稳定性。     

多参数变化下基于参数辨识的永磁同步 电机偏差解耦控制方法

针对矢量控制下永磁同步电机d-q轴电流无法动态解耦,导致电机参数的动态变化影响其控制系统稳定性问题,提出一种基于参数辨识的永磁同步电机偏差解耦控制(PI-DDC)方法。以d-q轴电流控制器耦合系数为零推导完全解耦下偏差解耦项的传递函数,由此考虑电阻、电感和永磁体磁链等电机参数的动态变化对偏差解耦效果的影响,引入带遗忘因子递推最小二乘法在线辨识电机各参数,通过实时修正偏差解耦控制模型中的电机参数实现d-q轴电流解耦。以一台永磁同步电机为例,不同工况下的仿真和实验结果表明,所提的PI-DDC方法相比于传统偏差解耦控制方法,d-q轴电流响应时间缩短约50%,超调量分别减小约60%和70%,最大波动幅值分别减小约30%和37%,具有更好的控制精度和动态性能。