基于拓扑优化的人工晶状体襻柔性机构设计

为了解决目前人工晶状体不能实现大跨度调节问题,根据人体生物眼测量基础数据及调节机制,建立了人工晶状体襻结构生物力学模型.基于结构拓扑优化方法,对人工晶状体襻结构进行了拓扑优化分析,得到布局合理的基本骨架结构.经机构运动学分析,给出了机构目标点位移值的变化规律.采用柔性建模理论方法,考虑材料特性及关节柔性,深入研究了该放大机构的实际运动规律,给出了该柔性机构位移放大的一般规律.经本模型优化后得到柔性机构位移输出值可达输入值的3.34倍,光学部前置位移随之增加,理论上可实现视觉质量的提高.     

末端加载力矩的初始弯曲柔性梁1R伪刚体模型

把初始弯曲柔性梁考虑成末端加载一定力矩Mi的直梁,根据Bernoulli-Euler方程等从理论上推导出初始弯曲柔性梁末端轨迹和转角。结合实例给出理论计算结果,并和ANSYS软件仿真的结果进行对比,来验证理论模型的正确性。其次,基于末端受力矩载荷直梁的1R伪刚体模型,首次推导了末端受力矩的初始弯曲柔性梁的1R伪刚体模型,并和理论结果进行对比,来验证该模型的可行性。最后,针对该模型的不足,建立了1R伪刚体模型修正模型,并与理论结果等进行对比,验证其可行性,为研究含有初始弯曲柔性梁的柔顺机构打下基础。     

末端加载力的初始弯曲柔性梁3R伪刚体模型

基于Bernoulli-Euler方程从理论上推导了末端加载力的初始弯曲柔性梁末端轨迹和转角.结合实例给出理论计算结果,并和ANSYS软件仿真的结果进行对比,来验证理论模型的正确性.基于直梁3R伪刚体模型建立了末端受力作用的初始弯曲柔性梁的3R伪刚体模型.理论结算结果与初始弯曲柔性梁的3R伪刚体模型、1R伪刚体模型的轨迹结果等进行对比,并给出相对误差,来验证这两种伪刚体模型是否可以有效地模拟初始弯曲柔性梁的末端轨迹和转角以及3R伪刚体模型的优越性,为初始弯曲柔性梁在柔顺机构等中的应用打下了坚实的基础.     

基于新型趋近律的永磁同步电机动态性能优化

目的 提高永磁同步电机作业时的响应精度和速度,优化其动态反馈性能,解决传统滑模控制中趋近时间与系统抖振相矛盾的问题。方法 采用三闭环控制结构,位置环与电流环采用模糊PID控制方法,速度环采用基于新型趋近律的改进滑模控制方法,添加扰动观测器并给予系统扰动补偿。结果 仿真与在环硬件测试结果表明,文中提出的控制方法与传统三闭环滑模控制相比,相同时间内电机转子位置响应速度提前了0.123 s且无超调,同时明显降低了电磁转矩波动幅度。结论 文中设计的新型趋近律有效改善了传统滑模控制存在的问题,建立的控制系统有效提高了永磁同步电机的响应精度和速度,削弱了永磁同步电机作业时的抖振程度,具有良好的鲁棒性。     

TiO2-SiO2复合材料的结构调变对其催化应用的影响

TiO₂-SiO₂复合材料(TSCM)的催化应用性能受到其所含TiO₂物种的晶相和SiO₂骨架的孔道结构的显著影响。本文归纳总结了TSCM中TiO₂物种晶相、SiO₂骨架的孔道结构、形貌等特性的调变规律及其对TSCM催化性能的影响,并展望了TSCM材料的结构特性演变趋势以及在制备方法上的取舍。TSCM直接作为催化剂时,其活性位普遍被认为是TiO₂-SiO₂界面上的Ti—O—Si键位和酸性位点。而作为载体材料时,TSCM中的TiO₂物种可以与负载的金属活性中心表现出显著的载体-金属相互作用(SMSI),TiO₂物种的晶相可以对形成的金属活性中心的性能产生显著影响。在TSCM材料的合成研究中,合成含有单一锐钛矿相(Anatase)TiO₂物种的Anatase-SiO₂或单一金红石晶相(Rutile)的Rutile-SiO₂类型TSCM材料,以及同时含有这两个晶相TiO₂,但晶相比例可调的A/R-SiO₂类型TSCM材料仍充满挑战。TSCM的SiO₂骨架特性调控也同样具有挑战,如何在得到特定晶相和粒子尺寸的TiO₂物种的同时获得特定孔道特性和形貌特征的SiO₂骨架,仍是研究的难点和热点。两步法无需同时控制TiO₂和SiO₂物种的制备参数,重现性好,多用于特殊形貌的TSCM的制备,但通常其中TiO₂物种的分散度不佳。而一步法制备过程简短,更容易得到多孔-大比表面积材料,有利于实现TiO₂粒子的尺寸控制及其在SiO₂骨架中的均匀分布,从而得到更丰富的Ti—O—Si界面活性物种,但需要在同一合成体系中同时控制相互影响的TiO₂和SiO₂物种的制备参数,调控难度极大,与两步法相比,重现性较差。     

“俭”而不“简”液体食物节约包装设计

正设计说明:本作品针对"杜绝食品浪费"的主题进行设计,采用推注式与盛取式结构结合并可灵活拆分的新型包装最大限度的减少了液体食品在食用过程中的浪费现象。节俭的同时包装外观又不失精致与优雅,为生活增添几分情致与乐趣。     

柔顺关节并联机器人变形能分析

基于柔顺关节并联机器人的动力学模型,给出了变形能公式,运用MATLAB软件进行分析计算,并且与SolidWorks、ANSYS和ADAMS联合建立的刚柔耦合模型仿真结果进行了对比,给出了变形能与柔顺关节参数之间的关系曲线,为柔顺关节并联机器人的优化设计奠定基础。     

基于改进人工势场法的物流无人配送车路径规划

传统人工势场法在面对多障环境时易陷入局部最优,导致路径长度和拐点数量增多从而严重降低配送效率。为此,考虑复杂环境多障密集和离散分布特征,结合相对位置检测策略和边界条件判断决策,采用自主虚拟圆作用域设计,修正路径长度和拐点数量缺陷;进一步地,基于模型预测理论,建立四轮转向车辆稳定性控制器,实现理想模型路径的精准跟踪控制;采用MATLAB软件进行模拟避障实验,并与传统算法路径搜索关键要素特征进行对比仿真。研究结果表明,所提出的改进人工势场算法相比于传统算法,全局拐点数量减少10个,路径缩短21.06%,跟踪偏差率低于6%。通过研究,解决了车辆多障环境适配及避障安全性问题,实现了指定轨迹的平稳、安全配送,为无人配送车规划算法的改进提供了理论指导。     

末端加载力矩的初始弯曲柔性梁2R伪刚体模型

基于Bernoulli-Euler方程从理论上推导了末端受力矩载荷作用的初始弯曲柔性梁末端轨迹和转角。结合实例给出理论计算结果,并和ANSYS软件仿真的结果进行对比,来验证理论模型的正确性。基于直梁2R伪刚体模型首次建立了末端受力矩作用的初始弯曲柔性梁的2R伪刚体模型。理论结算结果与初始弯曲柔性梁的2R伪刚体模型、1R伪刚体模型的轨迹结果等进行对比,并给出它们的相对误差,来验证这两种伪刚体模型是否可以有效地模拟初始弯曲柔性梁的末端轨迹和转角以及优越性,这为初始弯曲柔性梁在柔顺机构等中的应用打下了坚实的基础。