基于大学生工程训练比赛变距S形无碳小车创新优化设计

基于第五届江苏省大学生工程训练竞赛无碳小车"S"常规赛组的设计、组装、调试中得出的一些关于小车变距时轨迹偏移和零件的优化,采用空间曲柄摇杆机构作为无碳小车的转向机构。介绍了从动轮设计、前轮设计、微调机构设计,以及基于竞赛规则的边距要求而设计的轨迹。     

基于S型无碳小车空间曲柄摇杆的数学模型和参数分析设计

基于S型无碳小车的整车设计,采用空间曲柄摇杆机构作为无碳小车的转向机构,并对无碳小车的重心分布进行分析。通过建立数学模型,进行理论计算,研究得出空间曲柄摇杆与转角之间的关系。为提高轨迹的对称性,进一步分析并探讨参数变化对轨迹的影响,得到当曲柄和摇杆长度满足一定条件时,可减小机构急回特性对轨迹的影响。另外,为解决无碳小车无法启动的问题,针对小车的整体与局部进行力学分析,计算求得重心分布的最优区间取值,大大减少启动困难的问题。     

考虑多关节时滞的液压挖掘机轨迹跟踪研究

为了减小多关节系统的时滞特性对液压挖掘机工作装置轨迹跟踪精度的影响,本文设计了考虑时滞的长短期记忆-广义回归级联网络和一种基于该网络模型的多关节控制系统。利用几何法分析闭式链运动状态,建立以摇臂关节为末端反馈关节的含闭式链的工作装置运动学逆解,通过4-3-3-3-4多项式轨迹规划算法在关节空间上生成轨迹。结合LSTM的时序处理能力和GRNN的强非线性映射能力,以比例阀信号和关节转角的各阶延迟以及目标转角作为网络输入特征,通过多关节联动辨识建立起输出信号和输入特征的映射关系模型,将关节模型作为逆控制器实现多关节轨迹跟踪。经AMESim-Simulink仿真验证:在空载或变载荷作用下,与不考虑时滞的LSTM系统比,考虑时滞的多关节控制系统能更准确、更迅速、更平滑地跟踪规划轨迹,误差小,并且系统具有较强鲁棒性。     

大转动惯量缠绕机加减速曲线优化设计

针对大转动惯量碳纤维缠绕机的加速和减速阶段运行不平稳、传动件易失效破坏等问题，提出了一种基于改进型Sigmoid加减速曲线的主轴运行曲线优化方案。首先，利用五次多项式对传统Sigmoid加减速曲线的跃变处进行补偿，以约束曲线起始点、衔接点、终止点的速度、加速度和急动度（加加速度）。然后，基于改进曲线的速度与加速度函数建立缠绕机的负载扭矩、电机输出功率、主轴强度与刚度以及缠绕圈数的数学模型，并以各阶段运行时长为设计变量、以电机最大输出功率最小和总运行时长最短为优化目标对曲线进行多目标优化，根据缠绕圈数、传动件强度与刚度等的约束条件，利用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ，非支配排序遗传算法-Ⅱ）求解模型的非支配解集，并利用比重选取函数选择最优解。最后，通过AMESim-ADAMS联合仿真对比加减速曲线优化前后缠绕机的运行效果。结果表明：优化后缠绕机的总运行时长、最大加速度、最大负载扭矩和最大输出功率分别降低了41.7%,75.8%,75.5%和72.8%，且主轴的运行曲线更加平滑，验证了优化方案的可行性。研究结果...