复合恒温构件热变形控制技术研究

研究了复合恒温构件在机床热变形控制中的应用,在分析相变热传导的基础上,研究了包含相变过程的二维传热特性,利用自适应变网格有限方法计算相变材料复合恒温构件机床立柱及主轴箱的温度场和热变形值,并将之与实测值比较,二者基本吻合。试验结果对精密数控机床热变形控制具有一定的参考价值。     

高速加工中速度前瞻控制新算法研究

为了避免在高速加工中高曲率轮廓导致的工件过切和机床的异常振动，提出了一种实时的速度前瞻软件控制新算法.该算法基于S型加减速方案，通过采用三次样条曲线拟合对离散加工路径的分析发现高曲率点，根据加减速特性预估高曲率点处的最优速度，最后对加工路径施加相应的运动学曲线规划，实现了加工速度自适应于加工路径的变化.应用该算法使得加工速度变化平稳，较之传统控制方法大大提高了加工效率.     

机器人化柔性三坐标测量机的设计与研究

针对三坐标测量机无法实现大型零件测量和现场测量的问题,开展机器人化柔性测量机的研究工作,分析了其基本工作原理与坐标计算算法,从硬件和软件方面进行了柔性三坐标测量机的设计,并运用MATLAB仿真对理论算法进行了验证.     

精密机械热误差校正机理及参数遗传优化

在研究精密机械热误差校正机理基础上，提出了主动热校正控制变形误差的精度指标，并研究了减少与增加热控制源对控制精度指标的影响．研究表明主动热校正的控制精度与热控制源数目、控制源位置及控制源的幅值有关，优化的目的是获得最佳的控制源组合及幅值参数，使热误差控制精度指标最小．由于热控制源幅值必须满足一定的设计约束，针对其幅值参数确定的困难性，引入遗传优化算法，该算法具有简单实用的特点，有较强的通用性．实例研究表明，热误差校正控制机理对变形校正控制系统的设计具有指导作用，遗传优化热控制源幅值参数具有快速全局收敛的优点．     

动力设备两级有源积极隔振系统的研究

研究了动力设备两级有源积极隔振系统在其主动隔振执行器的3种不同安装方式下的动力学特性，分析了主动控制力与被动隔振器参数之间的关系。以中间质量加速度作为反馈变量对动力设备两级隔振系统进行了反馈控制，研究了系统的推动控制特性。研究结果表明：在动力设备两级有源积极隔振系统中，主动隔振执行器仅作用于中间质量时的综合隔振性能最好；增加中间质量的加速度反馈增益，可使高频隔振效果明显增加，有效隔振频段范围扩大。图11参7     

基于热信息的机械状态监测技术发展现状

本文在回顾了热信息监测技术的重要性后,分析了与热信息相关的失效模式和监测手段,从各个角度详细介绍了基于热信息的机械状态监测技术的发展现状,最后展望了此技术的发展趋向.     

固体变温曲线拟合的新方法——特征值方法

本文提出了小温升条件下固体热传导系统变温过程拟合的新方法。结合机理研究和实验分析,辨识热系统特征值,进而把变温过程多元非线性拟合问题转化为多元线性回归问题。     

振动主动控制中线性二次型最优控制问题研究

针对空间柔性构件的特点,研究了一类由柔性杆、传感器、压电扭转致动器组成的柔性杆系统的扭转振动.运用拉格朗日方程和假设模态法建立了系统的动力学方程,采用线性二次型最优控制对柔性杆的扭转振动进行了主动控制.对二次型指标中的加权矩阵的选择方法进行了深入探讨,提出一种基于遗传算法并带约束条件的加权矩阵的选择方法.数值仿真结果表明,所提出的加权矩阵的选择策略是有效的,施控后系统的扭转振动能得到有效衰减.     

磁流变智能镗杆的切削颤振抑制机理研究

针对深孔镗削过程中的颤振问题,提出了一种基于磁流变液的智能镗杆构件,并根据深孔镗削颤振的特点建立了磁流变智能镗杆切削系统的动力学模型.结合该模型对镗削系统的稳定性进行了分析,发现当通过调节磁场强度使系统刚度或阻尼增大时,切削系统的稳定性将明显提高,同时对系统固有频率与稳定性的关系也进行了分析,发现随着系统固有频率的减小或增大,系统稳定性极限叶瓣曲线将向左或向右平移,其条件稳定区域也将随之发生改变.当系统不稳定时,只要适当改变系统固有频率,就可以使切削系统处于稳定区域内.为了验证抑振机理,对磁流变智能镗杆系统进行了切削颤振控制实验研究,结果表明,通过控制切削系统的固有频率在一定的范围内封闭型变化,可以有效地抑制镗削过程中颤振的发生.     

基于轴向自适应的曲线插补算法

高速加工中各运动轴上的动力学状态将直接影响机床运行的平稳性和工件尺寸精度,而传统的自由曲线插补算法没有很好地考虑插补运动在各轴上的影响.为此提出一种新的非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补算法(ALANI).该算法在保证插补轮廓精度的基础上,将各轴上的加速度分量严格控制在相应轴伺服系统加速能力范围内,同时控制加加速度分量,以保证在加工中的任意时刻不会出现过大冲击和振动.通过运动学定性分析,设计一种稳定的插补策略修正算法,对曲线状况进行前瞻计算,在发现危险点后灵活、高效地追溯原数据,并对速度曲线进行修正.与同类算法的仿真对比实验表明,该算法能够获得更好的加工特性.