基于电液可控挤压油膜阻尼器的转子系统振动的主动控制研究

针对采用电液主动控制挤压油膜阻尼器控制有定心弹簧的转子系统振动问题进行了理论分析与数字仿真研究。提出了一种新型的动静压挤压油膜阻尼器HSFD。在已知无轴向回油槽深油腔HSFD油膜力近似解的基础上，以小孔节流为例，对其油膜力的特性进行了分析，进行了稳态特性和瞬态特性的讨论，研究了HSFD对转子系统的控制作用。仿真表明，HSFD明显改善了SFD系统中经常出现的双稳态现象，并且具有很好的减振效果。     

滑动轴承非线性油膜力的小参数逼近法

基于直接展开小参数法的思想,对油膜力沿瞬态轴心轨迹展开,通过仿真比较非线性、线性、小参数逼近油膜力三种模型下的不平衡响应,由结果可知小参数逼近的油膜力模型与非线性结果吻合度很高,因此用此方法辨识非线性转子轴承系统不平衡量,能使精度大大提高。     

柔性铰链可倾瓦轴承不平衡响应的主动控制

在轴承转子系统中,为提高转子的旋转精度,对系统进行了主动控制。基于柔性铰链可倾瓦轴承建立了轴承转子系统轴心轨迹和轴瓦摆动的计算模型,在考虑系统惯性和非线性油膜力的基础上,计算了转子在不平衡响应下的非线性轴心轨迹和轴瓦的摆动规律,并提出了一种振动的主动控制方法。仿真计算结果表明,转子的不平衡载荷是转子产生周期性振动的重要因素。通过在轴瓦的瓦背施加力,控制轴瓦的摆动规律,可以抵消转子不平衡载荷引起的振动。通过主动控制,转子振动明显减弱,极大得提高了转子的旋转精度。     

转盘偏心距对不对中-碰摩转子动力学响应的影响

针对含转盘偏心的不对中-碰摩转子系统耦合故障导致的振动问题,建立不对中-碰摩耦合条件下的滑动轴承-转子系统动力学模型,考虑齿式联轴器不对中作用力、滑动轴承油膜力、转盘偏心距和碰摩等一系列强非线性的耦合。基于多参数、多目标协同仿真得到关键参数与系统响应的关联关系,并引入最大碰摩力和电信领域中占空比的概念对转子模型的动力学特性进行量化表征。研究结果表明：不对中的存在导致系统产生了2×、4×等偶数倍频,系统的轴心轨迹呈现出“8”字形,偏心距的变化直接影响了系统的周期运动类型和分布,当偏心距由小变大时,系统的一二阶临界转速显著提高,直接限制了油膜力的响应幅值,但不会影响不对中产生的2×频率幅值。最后得到此模型合理的偏心距取值范围。     

基于摄动解的非线性转子轴承系统不平衡量识别

为了识别非线性转子轴承系统的不平衡量,把滑动轴承油膜力表示成适合参数识别的三次多项式形式,并用摄动法求得非线性转子轴承系统的前三阶近似解.引入遗传算法来识别非线性油膜力的动力系数和不平衡的大小和位置,为了获得最充分的信息,分别对转子测量点的测量信号和三阶近似解进行相关分析,得到它们的工频、倍频和三倍频幅值和相位信息.用摄动解和测量信号的工频、倍频和三倍频的的振动矢量差作为评价函数,来描述待识别参数的优劣程度并使各个分量的权重误差最小.数值计算结果表明该方法在保证计算精度的基础上缩短了计算时间.     

非稳态条件下平整机延伸率波动分析与控制

针对非稳态下平整机延伸率波动的两个问题,即加速过程中轧制力补偿量偏小,以及启车过程中二级轧制力偏大,分别提出修正速度轧制力前馈模型、增加停车/启车记忆轧制力功能,上述两个方法实施后,非稳态下平整机延伸率波动问题明显改善,延伸率命中率可达到90%以上。     

滑动轴承半径间隙对转子系统振动特性影响研究

建立考虑半径间隙的轴承-转子系统动力学模型,基于有限差分法并运用超松弛迭代法求解Reynolds方程得到油膜压力分布。计算不同半径间隙和载荷下滑动轴承的油膜特性,得出各静动特性系数、最大油膜压力和最小油膜厚度的变化曲线。在不同半径间隙下对轴承-转子系统进行动力学分析,得到转子系统轴心轨迹、时域响应和频域响应。结果表明：调整轴承半径间隙可以有效减小转子系统因不平衡而产生的振动,降低转子系统的不平衡敏感度,为维持轴承-转子系统在不同工作状态下的稳定提供参考。     

基于ABAQUS多频率超声变幅杆稳态及谐响应分析

超声加工技术已经涉及到了多个领域,超声变幅杆是超声加工处理设备中超声振动系统的重要组成部分之一。为了对多频率超声变幅杆进行对比分析,以圆锥形变幅杆为例,选取25、30、35 kHz振动频率的变幅杆,运用ABAQUS大型非线性有限元仿真软件,对多频率变幅杆进行稳态及谐响应分析研究。对多频率变幅杆进行稳态对比分析,在圆锥形变幅杆添加力载荷,对比分析不同频率变幅杆的位移及应力变化曲线,得出多频率变幅杆在稳态分析及谐响应过程中的变化规律。     

直齿圆锥齿轮的时变弹流润滑分析

目的研究直齿圆锥齿轮传动过程中稳态和非稳态下的压力和膜厚,为降低直齿圆锥齿轮的表面磨损及齿轮设计提供理论指导。方法将一对直齿圆锥齿轮等效为一对圆锥滚子模型,运用无限长线接触理论,建立直齿圆锥齿轮啮合过程中的弹流润滑计算模型,先对直齿圆锥齿轮进行等温稳态弹流润滑分析,计算并分析了直齿圆锥齿轮大端和小端啮入、啮出点的油膜压力及油膜厚度,求解并分析了小端啮合区间五个特殊点的油膜压力和膜厚。考虑瞬态时变效应的影响,计算并分析了直齿圆锥齿轮在三个特殊瞬时点的油膜压力和油膜厚度。最后研究齿面在高斯分布粗糙度函数和余弦粗糙度函数作用下的弹流润滑数值解,在此基础上计算了不同幅值和波长下的油膜压力和油膜厚度。压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法。结果稳态等温条件下,小端啮入点和啮出点的出口油膜厚度略小于大端,小端啮合区间的最小油膜厚度从啮入点到啮出点逐渐增大。在瞬态时变效应下,啮入点的油膜压力大于节点和啮出点的油膜压力,其油膜厚度较其他两个瞬时点的油膜厚度小。高斯分布粗糙度函数作用下的油膜压力在赫兹接触区有明显的局部压力峰,油膜厚度在赫兹接触区有局部波动;余弦粗糙度函数作用下的油膜压力和油膜厚度在赫兹接触区有波动,且粗糙度幅值和波长越大,波动程度越明显。结论采用高斯分布粗糙度函数时,油膜压力的变化相对比较缓和,采用余弦粗糙度函数的最大油膜压力小于采用高斯分布粗糙度函数的最大油膜压力,和高斯分布粗糙度函数相比,余弦粗糙度函数下的油膜厚度在赫兹接触区呈现周期性波动。     

超声键合装置中劈刀稳态振动的试验建模

利用PSV-400-M2(1.5 MHz)高频型扫描式激光多普勒测振仪, 对超声键合装置中受正弦激励、超声加载作用下的键合工具(劈刀),在不同松紧度下的稳态振动进行了连续扫描测试.结果表明,当劈刀连接的松紧度发生改变时,其稳态振动表现出不确定性;同一松紧度下振动形态中出现单节点,但不同松紧度下节点出现的位置不同;劈刀末端的速度振幅并不是人们期望的那样是最大.此外,基于弹性梁振动的基本理论对劈刀的稳态振动进行了探讨,得到其振动的近似模型.     

基于改进模糊自适应的机械手阻抗控制研究

为解决因机械手非线性不确定系统、负载变化及力传感器测量不准确等引起的轨迹位置和接触力的控制问题,研究了一种反演自适应模糊控制方法。在目标阻抗控制模型上引入改进的力补偿以及自适应控制律,并采用Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性,同时利用模糊理论设计了模糊控制系统完成目标阻抗参数的自整定,实现了无需依赖信息模型的力/位控制。以简化的二自由度机械手模型完成仿真实验。结果表明:该控制方法具有较好的力/位控制性能,系统鲁棒性较好。     

电液伺服系统非线性建模与线性建模的比较

针对电液伺服系统的非线性问题,利用Simulink分析系统,建立了包含流量方程这一非线性在内电液伺服系统新模型,通过仿真获得了系统的实际特性,将仿真结果与线性模型的仿真结果比较,结果表明：非线性模型接近实际系统的模型,能够解决在大负载力下的线性建模的不足,用该方法建立的系统新模型相对直观、简洁、物理概念明确.     

巴氏合金SnSb11Cu6蠕变力学性能研究

针对油膜轴承巴氏合金Sn Sb11Cu6工作过程中发生的蠕变,设计了Sn Sb11Cu6蠕变试验方法并对其进行了蠕变试验,分析了应力、温度、时间、应变和应变率之间的关系,获得了Sn Sb11Cu6的蠕变力学性能,同时基于试验数据对4种蠕变模型进行了对比分析,建立了基于Mc Vetty公式和Dorn公式的Sn Sb11Cu6蠕变模型,其相对误差仅为0.97%,应用ANSYS对蠕变试件进行了数值模拟,在稳态蠕变阶段模拟值与理论计算值的相对误差仅为0.77%。确定了所建立的蠕变模型用于描述Sn Sb11Cu6蠕变特征具有较高的精度,可为油膜轴承巴氏合金Sn Sb11Cu6蠕变寿命的预测提供理论与试验支持。     

插装式比例节流阀自抗扰控制研究

为了克服插装式比例节流阀中流量增益非线性、液动力、摩擦力等多种非线性扰动对阀芯控制性能的影响,提出了三阶自抗扰非线性控制策略。以DN80大流量插装式比例节流阀为研究对象,通过系统辨识的方法建立了较准确的数学模型,并进行了验证。在此基础上设计了三阶自抗扰控制器,并对设计的控制器参数进行了整定优化。通过仿真和实验分别对插装式比例节流阀主阀芯的阶跃响应的快速性和抗干扰特性进行了研究。结果表明:采用自抗扰控制下的主阀芯在阶跃激励下的响应和抗干扰能力方面明显均优于PID控制,系统具有较好的动静态性能和鲁棒性。     

六维腕力传感器的补偿模糊神经网络模型

本文基于神经网络可以对非线性系统的任意逼近能力，建立了六维腕力传感器的补偿模糊神经网络模型，仿真结果表明，这种补偿模糊神经网络对六维腕力传感器非线性系统逼近精度高，训练步数少，学习收敛速度快，误差曲线稳定，可作为六维腕力传感器标定或用于机器人基于腕力传感器力控制的动力学模型。     

Forming method of axial micro grooves inside copper heat pipe

The high-speed oil-filled ball spinning and drawing process was put forward to manufacture the axially grooved heat pipe with highly efficient heat-transfer performance, and the forming mechanism of micro-grooves inside the pipe was investigated. The key factors influencing the configurations of micro-grooves were analyzed. When the spinning depth varies between 0.4 mm and 0.5 ram, drawing speed varies from 200 mm/min to 450 mm/min, rotary speed is beyond 6 000 r/min and working temperature is less than 50 ℃, the grooved tubes are formed with high quality and efficiency. The ball spinning process uses full oil-filling method to set up the steady dynamic oil-film that reduces the drawing force and improves the surface quality of grooved copper tube.     

加工过程的切削力模拟

给出了加工过程的切削力模型,并引入ＭＡＴＬＡＢ语言对加工过程的切削力进行了仿真分析。用ＭＡＴＬＡＢ程序可方便有效地实现非线性加工过程的切削力模拟,这对于加工系统的动态设计和教学具有重要的实用价值。     

电液力伺服系统参数自整定模糊PID控制器设计

针对飞机结构强度试验中常用的电液力伺服系统,讨论了系统组成和数学模型。利用MATLAB设计参数自整定模糊PID控制器以克服系统非线性和负载扰动的影响;通过系统辨识建模的方法,采用预报误差法得到系统ARMAX参数模型辨识结果;以辨识结果为对象对设计的参数自整定模糊PID控制器进行Simulink仿真。结果表明:相比常规PID控制器,采用参数自整定模糊PID控制器进行控制,系统具有更好的稳态精度、快速性和鲁棒性。     

气动单向弯曲关节柔性手指静力学特性实验研究北大核心

某气动单向弯曲关节柔性手指由人工肌肉和弹性钢板并联组成,弯曲变形时具有大变形和非线性特点,静力学模型十分复杂且不利于控制。为便于实时精准控制,进一步简化手指静力学模型,并对其静力学特性进行实验研究。搭建静力学实验平台,对单肌肉驱动和双肌肉驱动两种不同驱动类型的柔性手指在不同限位面和等外载荷工况下分别进行夹持力和弯曲角度的对比实验。利用MATLAB对实验数据进行处理分析,得到手指夹持力和弯曲角度的经验模型。结果表明:气动单向弯曲关节柔性手指夹持力与弯曲角度、工作气压和驱动肌肉数目之间存在非线性关系;与静力学理论模型相比,该经验模型具有更高的精度,夹持力模型预测误差能控制在0.76 N内,弯曲角度模型误差可控制在6.9°内。