基于变动几何约束网络的公差设计研究

在阐述和完善变动几何约束的定义和分类,变动几何约束网络的生成及其运动学模型的基础上,研究了计算机辅助公差类型的生成规则、方法,公差网络的表示方法,以及公差大小的最优分配方法。给出了基于三维CAD系统的计算机辅助尺寸公差和形位公差综合设计的总体框架和原型系统。实例分析验证了此系统的有效性。     

基于特征几何变动的三维公差综合建模方法研究

针对计算机辅助公差设计中的三维公差综合问题,研究并建立了基于特征几何变动的三维公差综合方法和模型。在机械产品的装配中,将各零件配合几何特征视为刚体,利用刚体在三维空间中六个自由度方向上的微小几何变动所形成的区域来描述三维公差,在此基础上,采用机器人运动学中的齐次坐标变换方法获得各个特征几何变动量的累积关系等式,并通过工程计算中常用的广义逆求解得到装配功能要求与各配合几何特征自由度变动量间的关系,由此建立三维公差综合模型。最后,将本文阐述的方法运用于齿轮泵装配体实例,得到了轮齿侧向间隙要求与各配合特征几何变动量间的三维公差综合模型,从而验证了本文所提方法的实用性和有效性。     

基于几何约束的直线实时定位新方法

本文介绍了一种利用空间三条直线的图像信息和三条直线间的几何位置约束关系来确定物体姿态的新方法.使用的物体模型为在空间交于两点的三条非共面直线.这种方法的好处是数学表达式简单,易于求解.本文详细叙述了这种方法的具体实现过程.仿真实验表明,这种方法具有较高的定位精度和良好的实时性.     

基于改进李群结构的特征协方差目标跟踪

最近的研究发现,在对称正定流形上可构造一种改进的李群结构,并赋予具有双不变度量性质的对数-欧几里得黎曼度量,所得到的距离公式和黎曼均值均呈现简单形式.据此,利用目标的综合特征构建区域协方差阵为目标建模,提出一种基于改进李群结构的特征协方差目标跟踪方法.实验表明,这种跟踪方法实用有效,在相同的条件下,因为算法的计算量的减少,跟踪性能略优于基于仿射黎曼度量的协方差目标跟踪.     

基于图论的几何约束系统的求解策略研究

约束求解是参数化设计与机构分析中的关键技术，数值求解是最直接的约束求解方法，但效率低，不稳定。本文利用约束网络图（GCG图）进行约束系统的表达，并提出了约束风暴法和归约图法用于约束系统的求解，避免了对数学方程的大规模数值求解，在求解时间和效率上具有明显的优势，最后把约束求解应用于特征造型中的草图参数化驱动。     

并行和协同设计中的变动约束管理方法研究

设计和制造企业多试图同时增加产品的复杂度、减少设计周期、降低产品成本和改善质量。减少成本而又不破坏产品质量的一个很好的使能工具是控制设计和制造过程的变动。本文从并行工程和协同设计的角度出发 ,阐述了产品开发过程中的变动及其管理 ;研究了面向装配、制造和产品性能的变动约束网络的构建 ;给出了面向并行工程和协同设计的变动约束管理的方法 ,以有效地支持参数与公差设计 ;并通过实例分析给予了验证     

几何约束等价性及等价迭代研究

针对几何约束系统中不可构造的柔性复合顶点的求解问题,引入等价约束,分裂部分约束以打破柔性复合顶点的强耦合性,形成只包含简单顶点的求解序列。基于等价约束的性质和结构拓扑,研究了求解序列顶点存在与不存在实数解情况下,雅可比矩阵的求解方法,从而以少量分裂约束方程组对等价约束变量的等价迭代,或者柔性复合顶点的局部迭代,取代柔性复合顶点的整体数值迭代求解,降低迭代的维数,算法实现于几何约束求解引擎CBA(constraint broadcast automa-tion)中。     

基于特征和约束的面向制造的设计

面向制造的设计（ＤＦＭ）是并行工程中最重要的研究内容之一。在特征和约束的基础上,提出了一种零件模型的ＤＦＭ方法。零件模型的各种信息用特征描述,然后利用人工智能的技术,建立特征评价专家系统,对每个特征用相应的约束进行检查,以确认其可制造性。     

基于变动几何的机床夹具误差预测

将变动几何约束网络应用于夹具误差预测.提出一种针对夹具的变动几何约束网络的建立方法;给出公差向变动几何旋量矩阵的映射关系,以及旋量参数约束式,依据约束式采用极值法计算夹具误差.最后用实例验证方法的有效性.     

机器人动力学的李群表示及其应用

采用李群和李代数的方法来描述牛顿一欧拉方程和拉格朗日方程，得到机器人动力学在关节空间和操作空间内单个连杆的递推公式以及整个系统动力学方程的矩阵表达式。分析了机器人动力学的几何特性，并进一步研究了动力学方程的微分形式及其对机器人的设计和最优控制所起的作用。以平面2R为例，分别得到2R机械手在关节空间和操作空间中的动力学方程，推导出机器人在关节空间中动力学的微分形式，分析了机械手的奇异性和复杂性。     

组合体读图CAI课件中特征模型的研究

通过对组合体构造特征的分析，讨论了在组合体读图ＣＡＩ课件中组合体数据模型的建立方法，提出了综合利用实体造型技术中的ＣＳＧ法，Ｂ－ｒｅｐ法和线架法，引入各种特征参数，从而构造组合体的特征模型。     

基于构型演变和李群理论的2T2R型四自由度并联机构型综合

基于构型演变和李群理论提出一类2T2R型四自由度并联机构型综合的系统方法。将6R平面机构某构件两端的R副替换为U副,并添加2条具有六自由度的支链SPS,演变成一个空间并联机构2RRU-2SPS;运用李群理论,综合出等效支链,构造一类2T2R型四自由度并联机构。对一种新型2RPU-2SPS机构,运用单开链法进行自由度的计算和主动副的选取,结果表明所提出的型综合方法正确可行。     

基于李群的两种1R3T并联机构自由度分岔

运用李群理论对1R3T(R--转动自由度;T--移动自由度)并联机构自由度分岔特性进行分析.简要介绍李群理论应用于并联机构自由度分析所需理论基础,对2-~xP~yR~yR~xR~xR/~yP~xR~xR~yR~yR并联机构和2-~xP~yR~uP~xR~xR/~yP~xR~vP~yR~yR并联机构进行自由度分析,通过对分支运动链产生的位移流形及所有分支位移流形的交集分析,证明这两种并联机构具有自由度分岔特性,其动平台的位移集合为{X(x)}∪{X(y)},进而得到具有自由度分岔特性的1R3T并联机构的分支位移流形为{G(x)}{G(y)}或{X(x)}{R(N,y)},同时给出机构的结构几何条件.当动平台平行于定平台时,该类机构处于奇异位形,此时动平台具有5瞬时自由度,机构的自由度分岔通过这一奇异位形实现,需要5个驱动器实现动平台运动的完全可控.     

基于多体系统理论的汽车凸轮轴磨削几何误差建模与辨识技术理论研究

针对汽车凸轮轴磨削加工中存在的精度问题,从提高MKS8332A数控凸轮轴磨床几何精度出发,以达到提高凸轮轴磨削精度和加工效率为目的进行了相关研究。运用多体系统运动学理论,分析并建立了该磨床磨削高精密凸轮轴过程的几何误差模型,推导出了该磨床精密加工运动约束条件方程;在多体系统理论误差参数辨识模型基础上,结合球杆仪测量原理所提出的辨识方法,能够很好地对该磨床的几何误差参数进行辨识;在此基础上研究了精密数控指令和逆变凸轮廓形的求解算法、理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法;最后给出了凸轮廓形曲线的拟合方法和刀具路线的计算方法。      

基于特征的产品数据管理体系结构的研究

根据当前产品数据管理技术的特点,将特征概念引入产品数据管理领域,建立了基于特征的产品数据管理体系结构,结合产品树结构,构造了一种全新的产品数据管理模式。在建模过程中,提出了诸如参数驱动、后参数化设计等新概念,并对该ＰＤＭ体系结构中的一些重要模块的功能进行了分析。     

基于几何过程的石化旋转机械维修优化研究

旋转机械是石化生产中的核心设备,维修是保障其正常运行的重要手段。为了有效地降低维修成本,以单位时间内设备管理费用最低为目标,建立了适用于各种寿命分布的基于几何过程维修优化模型,对机械设备的最佳寿命周期进行预测。在模型中,首先以单调的几何过程为基础,得到了设备管理费用率的数学模型,然后引入蒙特卡罗仿真方法,最后编制了相应的MATLAB程序。为了验证该模型的有效性,以服从二参数威布尔分布的离心泵作为分析实例。     

基于模糊理论的SHEV发电机组控制策略研究

串联式混合动力汽车(SHEV)的发电机组的工作状态决定了SHEV的燃油经济性。为使发电机组工作时车辆具有良好的燃油经济性,提出一种模糊控制策略对发电机组的工作点进行控制,并在MATALAB/Simulink中搭建了该控制系统的仿真模型。最后将控制策略移植到整车控制器中进行了实车试验。仿真和试验结果表明,该控制策略能够控制发电机组的工作点跟随车辆需求功率在有限的高效工作点之间切换,从而使得SHEV拥有较好的燃油经济性,达到了控制目的。     

任意圈涡旋压缩机的几何理论研究

从涡旋压缩机的工作过程特性出发，对任意圈涡旋压缩机的几何理论进行分析，给出了涡旋压缩机圆渐开线型线的几何参数——压缩腔对数及涡圈圈数的明确定义，推导出任意圈涡旋压缩机各工作过程的容积计算公式及其几何参数之间的关系。研究表明：涡旋压缩机完成吸气和排气过程分别需要压缩机主轴转动一周；对于未修正的圆渐开线型线的任意圈涡旋压缩机，每完成一次吸排气过程的循环主轴需要转动ΦE π α-φ^*的角度；对于始端进行修正的圆渐开线型线，只要两涡圈的啮合处于圆渐开线啮合，则本文所作的几何分析同样适用。