基于动态柔度的硬盘驱动臂的拓扑设计

随着硬盘的磁密度越来越高,数据存取速度越来越快,要求硬盘的驱动速度更快,寻道精度更高.在这种苛刻的工作条件下,即使是微小的机械振动也会产生数据的读写错误.为了提高其动态响应特性,重点研究采用基于动态柔度的拓扑方法进行硬盘驱动臂的拓扑形态设计,包括硬盘驱动臂拓扑设计的建模、灵敏度分析、拓扑优化的过程以及对优化结果的分析.通过研究,得到几种新的硬盘驱动臂的结构拓扑形态,发现它们与静态拓扑和基于频率的拓扑设计结果具有一定的局部相似性,这表明基于动态响应的拓扑设计具有更好的综合性能.文中提出的方法为进一步改善HDD(hard disk drive)驱动臂的动态性能提供一种新的途径.     

用于抗洪打桩的四足机器人结构设计

为解决抗洪抢险打桩中机构进入现场的问题,建立了一种四足机器人的结构设计方案。对四足机器人的结构进行了分析,建立了机架、腿、关节以及足的4部分组成结构,该机器人单腿采用三关节三自由度结构,机架与胯部、胯部与上臂、上臂与下臂分别采用3个转动副连接,并在结构设计的基础上对JQR100四足机器人进行了驱动方式设计以及逆运动学分析,为步态规划和运动学分析打下了基础。研究结果表明,JQR100四足机器人足底能够达到一定范围空间内的任意位置,机器人能够满足抗洪抢险进入现场和进行自由运动的要求。     

基于有限元的闸式剪板机刀架结构优化

刀架是闸式剪板机中的重要部件,其结构设计的合理性与剪切质量紧密相关。本文在对闸式剪板机刀架刚性以及变形规律研究分析的基础上,结合实践经验提出了5种刀架结构的改进方案,采用有限元方法对改进结构的刚性进行了分析比较,确定方案5为最终的优化结构。试制样机的剪切质量较原结构机床的剪切质量有较大提高。本文提出的结构优化方法对剪板机刀架结构的优化与改进具有实际的指导意义。     

表面贴装中QFP芯片图像的边缘提取技术

针对贴片机视觉检测系统中QFP芯片图像的边缘检测问题，提出一种基于灰度直方图确定阈值的新方法．采用图像分割→图像去噪→边缘提取等图像处理步骤有效完成了QFP芯片针脚边缘轮廓的完整提取．实验证明．整个边缘提取过程快速有效．效果良好．满足了贴片机视觉检测系统高速、高精度的要求．     

非对称液压缸伺服泵控系统控制模型及其参数辨识研究

针对非对称液压缸伺服直驱泵控系统控制建模及其参数辨识的问题,分别对伺服电机和泵控非对称液压缸系统进行了理论分析建模,得到了传递函数的模型结构及其阶数。对传统控制理论中的幅频特性测量传递函数方法进行了说明,提出了一种将理论分析建模与系统辨识建模相结合的精确求解系统传递函数的方法,并对伺服电机和泵控非对称液压缸系统分别进行了幅频特性实验,最后采用上述方法得到了非对称液压缸伺服泵控系统控制模型的主要参数和传递函数。研究结果表明:该方法可用于求解系统的传递函数,具有一定的实际应用意义;该方法可为液压机伺服直驱泵控系统的精确控制打下基础。     

柔性机械手结构/控制融合设计

针对柔性机械手的设计性能要求,以单臂机械手为例,讨论了基于系统性能配置的结构/控制融合设计方法．根据控制系统超调量σp和调整时间ts的要求,配置闭环控制传递函数极点的可行区域．在此基础上,把柔性结构动力学和控制理论相结合,建立了包含结构参数和控制参数的性能配置优化模型,并以系统的转动惯量和控制能量指标为目标函数对机电设计参数进行了优化．     

基于复合式同步控制策略和模糊PID控制算法的振动打桩机的智能控制器研究

将同步控制思想应用在振动打桩机中,实现在线无级调频调矩,从而提高打桩效率。针对电液伺服系统存在的非线性、时变性以及模型不确定性等特点,利用单片机的计算优势,融合复合式同步控制策略和模糊控制理论,构成一种智能型模糊PID参数同步控制系统。实验结果表明:模糊PID控制器可以改善系统的动态特性,控制效果明显优于常规PID控制器。     

有限元结点编号的综合带宽优化算法

为提高有限元计算效率,减少计算数据所需存储量,提出一种新的有限元节点编号的综合带宽优化算法。即首先提出先用结点跨距或结点商,而不是结点的度,作为GPS算法层内结点的排序标准,获得更合理、更小的带宽;再通过合适的结点交换规则对带宽迭代优化,最终实现渐进式带宽优化的算法。通过对微机械陀螺的实际结点编号,验证了提出的综合带宽优化算法,对离散度大的复杂结构计算,具有后期节点编号方案再优化的优势,对提高计算效率是有效的。     

基于性能配置的机械手结构/控制并行设计

针对高速、高精度机电一体化系统的设计要求,研究了单臂机械手机械/控制并行设计的方法,提出了包含结构参数和控制参数的性能配置优化模型。在此基础上以系统一阶自振频率和系统控制能量指标为目标函数,采用SQP方法同时对机械参数和控制参数进行了优化设计。