空气锤钻具组合稳定性动力学因素分析及优化

空气锤钻井过程中由于活塞轴向冲击锤头进行破岩工作,钻柱会产生轴向振动,其中下部钻铤振动常发生以钻铤螺纹断裂为主的失效故障。文章以某井空气锤钻井钻具组合及钻井参数为例,通过有限元法,建立了空气锤钻井全井段钻柱动力学模型,从动力学出发研究下部钻具组合动力学特性,优化空气锤气体钻井钻具组合。研究结果表明：空气锤钻井主要影响下部300 m钻柱,在冲击振动弯扭共同作用下,钻铤螺纹容易产生疲劳失效,模拟结果与现场失效　情况相符。优化方案为KQC275空气锤钻井过程中上部接Ø279. 4 mm 钻铤,此时钻柱系统轴向振动最小,全井段钻柱动态钻进稳定性好,对现场空气锤钻井钻具组合方案进行了优化,预防了钻柱失效。该研究对空气锤钻井钻柱动力学行为有了明确认知以及提供了钻柱振动失效预防措施     

微机械硅摆倾斜仪的时温漂补偿技术

为了提高特种车辆遂行任务系统的效能,基于微机械硅摆效应,研究设计了一种微机械硅摆倾斜仪。微机械硅摆感应倾角变化,经信号调理并放大,采用软件补偿倾角输出信号线性度。受环境温度、微机械结构等的影响,零位输出存在较大温漂和时漂。利用温度传感器采集实时温度,设计软件算法,进行温漂抑制。采集倾角信号,分段拟合时间和倾角信号的关系并进行数学处理,抑制零位时漂。实现时温漂补偿技术后,在不同温度环境中,启动倾斜仪,零位输出信号偏差≤10mV,且启动时间由20min缩短为10s。     

双半转腿式机器人运动稳定性分析

提出一种新型的双半转腿式机器人,主要由车体支架、两条轮腿及其轮腿支架组成.根据双半转腿式机器人的步行运动特点,将机器人的一个完整步行周期分为4腿支撑阶段和双腿支撑阶段.针对双腿支撑阶段的稳定性问题,提出3点假设,将机器人的跨步过程简化成一个支点不变、摆长不断变化的倒立摆模型.以机器人平地行走为例,分别建立机器人各杆件的质心坐标方程,并推导出机器人的质心运动方程.根据机器人倒立摆模型,分析影响其运动稳定性的因素.以此为基础,利用MATLAB软件对机器人平地行走时的质心姿态、质心速度以及后跨步杆端部位姿进行仿真,仿真结果表明,双半转腿式机器人的平地运动是稳定的.     

任意摆角单摆运动周期的一个近似公式

利用线性插值的方法，提出了在一个任意摆角条件下的单摆运动周期的近似公式.同时利用Mathematica软件，对在不同摆角下的单摆振动周期进行了精确计算，并绘制出了精确解的曲线.将推导出的近似公式与该精确解及其他近似公式进行了对比.结果表明：该近似公式的推导为解决类似问题提供了一个较好的思路，其结果与精确解也符合得很好.而且，从推导过程得出的图像中可比较直观地看出单摆作简谐振动所需的小角度条件.     

基于单片机实现的二级倒立摆控制系统

倒立摆控制系统是一个典型的多阶次、强耦合的时变复杂系统,并且系统阶次高,且存在一定的非线性因素,使得倒立摆系统难以用精确数学模型描述。用经典法设计控制器存在较大的局限性。分析倒立摆控制系统的运动模态,根据人控制倒摆的经验,得到倒立摆系统的控制规律。并利用MCS 52单片机对倒立摆实施控制,实验结果表明该方法控制精度高,能满足预期目的。     

基于Lagrange方程建模的旋转倒立摆的分析与控制

本文通过对旋转倒立摆的动力学特性分析建立了基于Lagrange方程的数学模型，然后应用线性二次型最优控制策略设计控制器，最后在Windows2000平台下控制旋转倒立摆稳定在倒立状态。     

二级倒立摆新型模糊控制策略的研究

阐述了二级倒立摆的一种新型模糊控制策略——分层模糊控制方法．该方法将二级倒立摆的多个状态变量分解为子系统，设计下层模糊控制器对其控制，上层模糊控制器负责整个系统的协调和管理，实现稳定控制．实验结果表明：分层模糊控制的模糊规则少、收敛速度快、控制效果好，具有较强的实用性。     

用冲击摆测量微小冲量的方法研究

激光与物质相互作用效应的研究一直受到人们的重视。力学效应是激光与物质相互作用效应中的一种重要效应。介绍了测量微小冲量的原理及冲击摆的组成,包括冲击摆的物理原理,冲击摆装置的结构、性能和工作原理;用冲击摆进行了冲量测量实验,并提供了实验测量的结果,对误差来源和数据处理方法进行了分析;对实验中出现的问题进行了讨论。     

Adapting the Principle of Integrated Navigation Systems to Measuring the Motion of Rigid Multibody Systems

During the last years integrated navigation systems based on gyros,accelerometers, and satellite navigation receivers became powerful,favourably priced devices for the guidance of aircraft and ships.Comparable equipment using especially wheel sensors exists for cars. Thekernel of such systems is a Kalman filter estimating the relevantvehicle motion. The filter design in turn requires a kinematical modelto settle on the motion components considered and to describe themechanical meaning of the measurements employed. Up to now, usual modelsrepresent a single rigid body with two, three or six degrees of freedom.The assumption of a solitary rigid body reflects mainly classicalnavigation requirements, it is not a consequence of the basic concept ofintegrated navigation systems. In principle, determining the motion ofmechanical systems with other or with additional degrees of freedom ispossible if appropriate kinematical models and suitable sensorarrangements are available.Based on the theory of integrated navigation systems, the paperdescribes the fundamentals of the design of integrated motionmeasurement systems for multibody structures. The approach isfurthermore illustrated by the example of a double pendulum with amovable inertial support and equipped with microelectromechanical gyrosand accelerometers as well as with radar units. The attachment of thesensors demonstrates that a measurement system layout does typically notrequire considerable modifications of already existing mechanicalassemblies. The performance of the integrated system for the pendulum isdemonstrated by means of simulated and of experimental sensor signals.     

绝对重力仪落体光心与质心空间距离测量

为了准确测量重力仪落体光心与质心距离,减少落体光心与质心不重合引起的旋转对重力加速度测量的影响,设计了落体光心与质心空间距离测量装置。提出了1种光心与质心间距的计算方法,并仿真验证了计算方法的可行性。使用设计的测量装置对落体进行测试,结果表明:激光干涉仪在信号频率为0.3~0.5Hz时的测量精度为0.1nm,提出的计算方法可以使测量系统的A类不确定度优于10μm,最大调校测量误差为1μm。