自动垂直钻井工具控制轴阻力矩影响因素分析

自动垂直钻井工具的钻井精度与其控制轴上的力矩平衡程度有关，为提高自动垂直钻井工具控制轴上的力矩平衡程度，研究了在下涡轮发电机产生的电磁力矩克服上涡轮发电机产生的电磁力矩驱动控制轴旋转的工作形式下，自动垂直钻井工具控制轴上阻力矩的影响因素。基于理论分析，建立了包括轴承摩擦力矩、盘阀摩擦力矩、电子仓表面粘滞摩擦力矩，上涡轮发电机产生的电磁力矩的控制轴阻力矩分析模型，在此基础上分析了井斜角、稳定平台与工具外壳的相对转速，工具内外钻井液压差对控制轴阻力矩的影响规律。分析结果表明，控制轴上主要阻力矩是轴承和盘阀产生的摩擦力矩；稳定平台与工具外壳的相对转速和工具内外钻井液压差对控制轴阻力矩的影响显著。研究结果可为自动垂直钻井工具稳定平台的结构设计和控制提供理论依据。     

汽车磁流变悬架垂直振动控制与试验研究

在对整车振动系统进行分解和简化的基础上,提出一种分级智能控制系统,设计了用仿人智能思想来在线修改模糊控制器参数的1/4车磁流变悬架振动模糊自适应局部控制器,设计了整车悬架垂直振动的协调控制规则用于调整4个局部控制器的输出值。在MATLAB平台上对分级控制系统进行仿真,构建了磁流变悬架系统垂直振动的整车测控与评价系统,在不同条件下进行了道路试验。相对于被动悬架,分级控制的磁流变悬架使汽车底板振动加速度下降了约15％,使座椅振动加速度下降了约23％,表明用分级控制来减小磁流变悬架系统的垂直振动是可行的,可降低因模型的简化带来的影响,提高汽车的平顺性。     

轧制车轮运输链板销轴自动拆装控制方案设计

通过对轧制车轮运输链板销轴自动拆装装置的设计，并对升降机构、夹紧机构、销轴拆除机构及销轴安装机构进行液压自动化控制，实现了链板销轴拆装的自动化智能化控制，降低劳动强度，提高生产效率。     

汽车磁流变悬架垂直振动控制与试验研究

在对整车振动系统进行分解和简化的基础上,提出一种分级智能控制系统,设计了用仿人智能思想来在线修改模糊控制器参数的1/4车磁流变悬架振动模糊自适应局部控制器,设计了整车悬架垂直振动的协调控制规则用于调整4个局部控制器的输出值.在MATLAB平台上对分级控制系统进行仿真,构建了磁流变悬架系统垂直振动的整车测控与评价系统,在不同条件下进行了道路试验.相对于被动悬架,分级控制的磁流变悬架使汽车底板振动加速度下降了约15%,使座椅振动加速度下降了约23%,表明用分级控制来减小磁流变悬架系统的垂直振动是可行的,可降低因模型的简化带来的影响,提高汽车的平顺性.     

山地自行车后悬架机构优化设计方法

分析山地自行车后悬架主要类型,将其归纳为单铰结构、摇臂驱动四杆机构和连杆驱动四杆机构三类。在归纳现有山地自行车后悬架机构图谱的基础上,建立减振器所受轴向力与后轮轴所受垂直力之比与后轮轴角位移的映射关系,探讨这种关系对骑行振动舒适性及操控性的影响。以典型样车为例,比较不同形式后悬架机构力比映射特性的差异,得到四杆机构后悬架刚度小于单铰结构后悬架刚度的结论。在此基础上,通过分析找出影响后悬架系统性能的设计参数为：连架杆长度、连杆长度和减振器与车架连接的位置,并以这些参数为设计变量,以实际结构空间限制为约束条件,以设定的力比曲线为优化目标,通过典型实例优化后悬架系统的设计参数,给出一种后悬架机构尺度综合方法。     

用于车辆非线性液压悬架的径向基函数神经网络控制优化与仿真

车辆行驶受到路面噪声激励后,导致车辆行驶的稳定性下降。对此,建立车辆液压悬架振动模型简图,根据牛顿定律建立车辆垂直方向非线性控制方程式。采用液压驱动车辆悬架机构,推导出液压流量控制方程式。设计径向基函数(RBF)神经网络控制器,引用改进遗传算法对RBF神经网络结构进行优化和调节,给出了车辆液压悬架神经网络控制结构。采用Matlab软件对车辆性能参数进行仿真,并与优化前进行比较。结果表明:车辆液压悬架控制器优化后,轮胎行程最大值、悬架行程最大值和车身加速度最大值分别降低了52.0%,39.2%和44.2%,车辆垂直方向振动幅度较小。采用改进遗传算法优化车辆液压悬架RBF神经网络控制器,能够提高车辆行驶的稳定性和安全性,改善车辆乘坐的舒适度。     

采用3-RCC型并联机构的车辆座椅悬架多维减振

非道路车辆由于经常行驶在非铺装路面上,在行驶过程中会因路面不平、加速减速和转弯变向等情况受到多个方向的冲击振动,且这类车辆的座椅悬架不能有效地衰减此类冲击振动,而目前对于座椅悬架减振的研究多集中在被动减振与垂直方向减振,多维协同主动减振的研究相对较少.为此选用可衰减多维振动的3-RCC并联机构为座椅悬架系统,在ADAMS搭建3-RCC悬架模型的虚拟样机,并且结合主动控制原理,在MATLAB/Simulink搭建控制器,进行ADAMS与MAT-LAB联合仿真.仿真结果表明,3-RCC座椅悬架可实现多维协同减振,并且通过结合主动控制原理,进一步提升了驾驶员的乘坐舒适性.     

采用3-RCC型并联机构的车辆座椅悬架多维减振

非道路车辆由于经常行驶在非铺装路面上,在行驶过程中会因路面不平、加速减速和转弯变向等情况受到多个方向的冲击振动,且这类车辆的座椅悬架不能有效地衰减此类冲击振动,而目前对于座椅悬架减振的研究多集中在被动减振与垂直方向减振,多维协同主动减振的研究相对较少.为此选用可衰减多维振动的3-RCC并联机构为座椅悬架系统,在ADAMS搭建3-RCC悬架模型的虚拟样机,并且结合主动控制原理,在MATLAB/Simulink搭建控制器,进行ADAMS与MAT-LAB联合仿真.仿真结果表明,3-RCC座椅悬架可实现多维协同减振,并且通过结合主动控制原理,进一步提升了驾驶员的乘坐舒适性.     

光电平台新型隔振机构设计

振动会严重影响动载体光电平台的成像质量和跟踪精度,必须采取隔振措施。分析了振动对光电平台成像质量的影响,提出了一种新型隔振机构设计方案,设计了两种新型金属橡胶隔振器,应用线阵CCD二维动态测角仪对光电平台的动态角位移进行了测量。光电平台振动扫频试验结果显示,内外隔振器组合的隔振机构能够衰减3个正交方向20 Hz以上的振动。测角结果显示,平台最大角位移为5.5″,小于8″的设计要求。隔振机构不但有效隔离了中高频振动,而且实现了平台无角位移运动,为动载体光电平台的研究提供了理论支持,并具有重要军事意义。     

全液压自动猫道翻板机构动力学仿真分析

根据大陆科学钻探钻机自动猫道的设计要求,设计了猫道的翻板机构。该机构能够代替人工完成在钻井过程中运移钻杆的动作,实现钻具的自动运移。介绍了翻板机构的结构组成、工作原理及机构的动作流程,并利用Inventor软件为设计平台建立翻板机构模型。再利用ADAMS仿真软件,对翻板机构上不同规格的钻杆进行建模分析,测量钻杆的滚落速度以及钻杆与翻板机构之间的接触力。     

主被动隔振法在金刚石刀具研磨压力控制中的应用

主被动隔振能够有效改善系统全频带隔振能力,有助于金刚石刀具研磨过程中稳定控制刀具刃口所受到的研磨压力.在应用主被动隔振法控制刀具研磨压力时,需要根据刀具刃磨机床进给轴的控制能力,合理设计柔性调压平台Z向支承刚度,通过调压平台的支承刚度抑制高频振动,同时还要确保位移控制量的输出频率和调压平台固有频率之间的匹配关系,通过主动控制削弱调压平台的谐振峰,以达到稳定刀具研磨压力的目的.     

S-RPS-SPS并联机构稳定平台的运动学分析

舰船在海上会受到海浪、海风以及气流等环境影响,从而导致原本需要在稳定环境下工作的器材受到严重干扰,如起吊平台、雷达信号捕捉等。针对以上问题,提出了S-RPS-SPS并联机构稳定平台,该平台可以实现绕X轴横滚角的旋转以及绕Y轴俯仰角的旋转,从而间接消除船体在这两轴上的转动。在SolidWorks软件中建立该并联机构的模型并验证了自由度;选择位姿逆解的方法计算出两条驱动杆长度与动平台位姿角度之间的关系式,在该机构的动平台旋转角度和驱动杆伸缩长度范围内输入不同的角度,得到两组数据,对比了其误差;把计算公式、旋转角度范围以及坐标在Matlab软件中通过算法进行仿真,验证了动平台位姿的准确性。仿真结果表明,该机构在运动学方面的精度和可靠性都得到了很好的保证。     

IC芯片粘片机的精度测量实验

设计制造出IC芯片粘片机焊头机构的实验平台．采用图像处理的方式来测量焊头的运动精度和定位精度等参数。实验结果表明：所设计的机构能满足IC芯片粘片机的工作要求，各项性能指标均达到了设计标准。     

平面并联机构的残余振动控制

针对残余振动限制并联机构高速、高精度应用必须抑制残余振动的特点,以一个2自由度平面并联机构为研究对象,研究抑制其残余振动的方法。采用矢量法进行运动学分析,推导出动平台和各支链的速度和加速度,进而利用虚功原理建立动力学模型。为减少电动机动态对整个动力学系统的影响,每个输入轴分别单独设计一个PD(比例—微分)控制器,整个动力学系统包括这些PD控制器。根据试验测得的系统固有频率和阻尼比设计ZV(零振动)整形控制器。为验证ZV整形控制器的效果,对动平台单步移动情况下并联机构的响应进行仿真。仿真表明,输入整形控制可以显著减小并联机构中的残余振动,这种控制方法同样适用于其他类型的并联机构。     

碟形弹簧模态分析

在石油钻井中,钻头在破岩过程中会产生非常大的振动,如果没有做好减振措施,就会使井下工具承受巨大的轴向振动,从而导致井下工具破坏和失效.为了降低轴向振动对井下工具的影响,需要采用碟形弹簧减振.文中利用SolidWorks软件建立碟形弹簧模型,并运用有限元分析软件COSMOSworks对碟形弹簧进行模态分析,通过对比模态分析结果与钻柱振动数据,为碟形弹簧的结构设计提供参考依据.     

3-PRS并联机构运动分析及仿真

介绍了一种3-PRS空间并联机构,在用螺旋理论对该机构进行运动分析的基础上,用UG构建了该机构虚拟样机并导入ADAMS软件对其进行运动学仿真,利用ADAMS强大的运动仿真、函数、测量及后处理功能,验证了该并联机构是一个全对称的空间三自由度并联机构,动平台可以实现绕X轴、Y轴方向的转动及沿Z向的平动,与螺旋理论运动分析结果完全一致,为将来的原型样机设计、控制等研究工作提供了相关的参考依据。     

精密磨床辅助工件平台的设计

为补偿精密磨床砂轮的振动对加工精度的影响，设计了一台作为磨床辅助进给装置的微进给工件平台。该工作平台采用压电陶瓷作为驱动机构，弹性铰链作为预紧机构。为了避免压电陶瓷驱动器受到弯矩的作用，在压电陶瓷驱动器的顶部和动平台之间加了一个球形接头。利用弹性铰链的预紧力，实现驱动器和动平台之间的赫兹接触。高精度的电容式位移传感器用来测量动平台的实际输出并形成反馈控制系统。为了消除压电陶瓷的迟、蠕变等非线性，采用了非线性PID控制算法来实现微进给平台的实时控制。采用跟踪微分器对信号进行跟踪并得到其微分信号，提高了控制系统的鲁棒性。通过计算机仿真了所设计的微进给平台的特性和闭环控制算法的有效性。     

基于GPRS的海洋钻井平台倾角无线测量系统设计

海洋钻井平台的倾角幅度直接关系到工程结构工作的安全。文章利用MEMS器件实现了平台X,Y轴倾角信号的拾取,利用STC12C5A单片机和GPRS模块SIM900A实现了倾角信号的无线传输。当平台倾角超过一定幅度,系统会自动以手机短信的方式通知监管人员。该系统的测量精度为0.1°,实时性较好。     

车辆座椅悬架自适应模糊PID控制及仿真

为提高车辆座椅悬架减振性能,建立了简化的三自由度车辆座椅悬架模型,结合模糊控制与PID控制理论提出了座椅悬架自适应模糊PID控制方法。该方法中以座椅垂直振动速度的误差为控制参量设计了PID控制器,将座椅垂直振动速度误差及误差变化率作为模糊控制器的输入变量,利用模糊控制规则对PID控制器参数进行在线自调整。以C级路面白噪声随机信号为输入,利用MATLAB/Simulink对自适应模糊PID控制器进行了仿真。结果表明:相对于不加控制和PID控制的座椅悬架系统,自适应模糊PID控制方法可以明显改善座椅质心处的垂直振动加速度。     

圆柱内表面检测系统测头自动进给机构设计

提出了一种基于步进电机驱动的圆柱内表面测量系统测头自动进给机构设计方案。该进给机构采用步进电机做为动力源,结合经过特殊设计的中心轮和梯形丝杆组合实现进给和离合功能。机构整体结构紧凑,安装维护简便,可实现对测头位置及角度的精确控制并且对于不同的被测零件具有较好的适应性。经计算分析,机构轴向定位误差和角度定位误差完全满足测量需求。自动进给机构可有效解决目前测量过程中手动进给带来的问题,从而提高测量系统的测量效率。