新能源车电机壳体加工工艺分析及夹具设计

针对新能源车电机壳体加工的几何精度要求高和质量稳定性好的现实需求,分析加工零件结构特征,设计了相应的数控加工工艺和合理的接线端装夹方式,研发了一种专用的胀芯夹具,通过静态和动态有限元分析以及夹紧力计算和校核,能够满足实际使用要求,并成功运用于生产制造现场。结果表明,该加工工艺路线和胀套夹具的使用效果良好,达到了新能源汽车电机壳体的高效精密加工目标。

基于滑模干扰观测器的直线伺服系统滑模速度控制仿真研究

为了减小永磁同步直线电机伺服系统的速度跟踪误差,提出了一种基于滑模干扰观测器的滑模控制方法。首先,建立直线电机的数学模型。其次,针对直线电机具有参数时变、内部状态耦合的非线性特性,设计了滑模控制器。然后,考虑到直线电机伺服系统存在的多种扰动,设计了滑模干扰观测器用于估计扰动,并将观测器的扰动估计值作为速度控制器的前馈补偿,以消除扰动对系统的影响。最后的仿真结果表明,所提出的控制方法能提高直线电机速度控制系统的静态性能和抗干扰性。

数控机床用直线电机伺服试验平台开发及应用

在分析数控机床用直线电机驱动伺服系统动态特性的基础上,概括了直线伺服系统抑制外部扰动、提高稳态精度、提高动态响应速率以及增强鲁棒性的先进控制策略,研制了数控机床用直线电机驱动伺服系统综合试验平台及其调试软件,最后,指出了直线电机在使用过程中其他一些值得关注的技术问题。

NGR01型机器人电气控制系统设计

设计出多关节教学工业两用型机器人电气控制系统 ,采用三级结构的多CPU并行工作方式 ,其中第一级完成人机接口、运动学计算和整个系统管理功能 ,第二级完成通信、信息转发和示教接口功能 ,第三级实现各关节电机的控制。选用日本三洋公司混合式步进驱动系统 ,获得了较高的性价比。

高速切削温度场的三维有限元建模与动态仿真

根据温度场控制方程及其边界条件,建立高速切削的三维有限元分析模型,将切削过程的温度分布和变化情况以及切削速度、进给量和切屑厚度等对切削温度的影响进行仿真分析,与相同切削条件下的二维仿真结果和实际测试结果进行对比,可以得出结论:三维建模仿真得到的高速切削温度变化趋势与相关文献结果基本一致,但三维仿真获得的温度值比二维仿真要高些,并且三维仿真的温度值更接近于实际测量值。

人工智能技术在数控系统中的应用研究

提出将人工智能技术应用于计算机数控系统 (CNCS)的几种新策略和模型。具体包括 :采用模糊控制策略实现数控系统位置环软件增益的控制 ;采用BP神经网络实现非圆曲线轮廓的插补计算 ;采用专家系统的框架概念构造出了数控机床 (系统 )

虚实结合的多关节机器人开放式仿真系统研究

基于工业控制计算机、单片微处理器等硬件和OpenGL、VC++等软件,针对典型的五自由度多关节工业机器人构建出了一个虚拟现实和物理模型相结合的开放式通用仿真综合试验系统,给出了机器人三级控制系统体系结构和内部通信协议,建立了机器人运动学坐标系,推导出了相应的末端作用器位姿转换矩阵,可以完成机器人学中正向运动学、逆向运动学、路径规划以及动力学等方面的研究与设计。最后,将其成功应用于《工业机器人学》课程教学和智能型采棉机器人的研发过程中,发挥了重要的指导作用。

基于改进型BP神经网络多关节机器人逆向运动学求解

提出采用一种3层改进型快速BP神经网络(Modified fast BP neural network,MFBPNN)求解一个5自由度多关节机器人逆向运动学问题。使用正向运动学计算获得的样本向量进行离线学习,然后充分利用人工神经网络的泛化特性,实现了机器人末端作用器位姿到各个关节转角变量之间的非线性映射。仿真结果表明,采用MFBPNN算法以后,绝对误差不超过0．005°,计算精度和处理速度能够满足机器人实时控制的要求,并且可以应用于机器人路径规划控制场合。

针织机电气控制系统抗干扰设计

针对针织机电气控制系统存在的逻辑性强,电磁铁干扰严重,接地要求高和连续运行时间长等问题,分析系统中干扰源的种类和产生的原因,据此提出了相应的抗干扰设计措施,具体包括使用交流滤波器和TVS减少电源干扰,使用光电耦合器、泄流二极管和灭弧器等减少电磁铁和控制继电器产生的干扰,使用FPGA/CPLD防止电磁铁误动作,通过良好的接地系统保证设备安全运行,采用看门狗技术和可靠性设计理念提高控制软件抗干扰能力,并将其综合应用于手套机电气控制系统中,实际使用表明获得了较好的抗干扰效果。

基于PSoC和FPGA的手套机电气控制系统开发

提出以可编程片上系统(PSoC)芯片(CY8C29666)和现场可编程门阵列(FPGA)芯片(EP2C5)为核心构建手套机电气控制系统,介绍了2种芯片的主要技术特点,结合手套机的功能需求,阐述了芯片的选用原则。通过分析全自动手套机电气系统的设计思路,给出控制系统的硬件原理框图和软件流程图。特别是利用PSoC和FPGA的内部资源配置功能和嵌入式系统设计的先进理念可简化外围硬件电路和软件控制程序,提高了整个系统可靠性和稳定性。

多关节机器人通用体系结构的研究

结合一个五自由度教学工业两用型机器人应用实例, 构造出多关节机器人通用体系结构, 包括总体原型、机械结构、关节传动链、伺服驱动元件、电气控制系统、关节坐标系及其运动学方程、通信协议和软件设计思路等。通过实际使用表明, 本文提出的通用体系结构是实用的、合理的。

基于VC和OpenGL实现虚拟数控铣床及加工过程

提出将虚拟现实技术应用于数控铣削加工仿真系统中,以Visual C++为开发平台,在虚拟场景中,根据数控铣床的结构特点和主要组成单元,以FANUC数控系统为背景,利用OpenGL技术构建出三轴数控铣床的三维虚拟模型,并设计出相应的数控铣削加工仿真系统,详细介绍人机交互界面和数控加工程序执行过程的实现方法,并给出逼真的仿真实例,效果较好,可以应用于数控加工程序的验证、数控技术的教学和培训等场合。

多关节虚拟机器人构建与运动学实现

基于虚拟现实(VirtualReality,VR)技术构建出五自由度多关节机器人的三维模型,借助VisualC++和OpenGL软件混合编程,开发出人机界面友好、交互信息丰富、实时性很强的虚拟机器人和相应的操作仿真试验平台。其中,特别对VR系统中机器人坐标系的建立和运动方程的实现进行了详细介绍,通过与NGR01型真实机器人的大量对照试验,证明本文提出的思想和算法是正确、合理、可用的。

自动化专业人才质量意识培养模式

根据自动化专业人才培养规格和广义“大工程”意识的理念,分析了加强学生质量意识培养的目的和意义,构建出相应的培养模式,提出了具体的实施途径,并总结出一些有价值的建议,最后给出了“可靠性工程”课程的教学大纲。经过教学实践表明,学生反应良好,效果显著。

通用型机器人关节控制器的研制

根据通用型机器人关节控制器的功能需求,基于单片机构建出硬件结构框图,并设计了相应的控制软件流程,特别对于关节运动的自动加减速度控制策略和内部通信的实现进行了详细阐述。最后将其成功应用于自行研制的NGR01型多关节教学工业两用型机器人控制系统中,获得了比较满意的效果。

全自动手套机实用型网络通信系统的构建

针对工业用网络结构复杂、成本高,不适合小规模企业或车间推广使用的状况,分析全自动手套机实用型网络通信系统的基本功能需求,介绍基于RS-485串行总线的手套机网络化编织生产车间的整个系统架构。采用先进的可编程片上系统(PSoC)和嵌入式设计理念实现了手套机电气控制系统。设计了网络通信系统的硬件接口电路以及相应的通信协议,给出通信数据帧内部的具体结构及通信传输机制。探讨网络通信系统工作过程中的可靠性问题,并提出保证可靠通信的技术方案。最后简要介绍上位机监控管理软件的功能要求及相应的软件界面。

基于RBF辨识的神经元PID直线伺服控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)直接驱动的伺服系统,提出了一种基于RBF神经网络辨识的单神经元PID模型参考自适应的优化跟踪控制策略,解决了系统快速精确地跟踪与抗扰性能之间的矛盾。利用RBF神经网络作为辨识器,实现对被控对象Jacobian信息精确辨识,以基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID作为控制器,从而保证系统具有较强的鲁棒性能。仿真结果表明,该方案在保证伺服系统快速跟踪性能的同时,对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性。

基于联想记忆神经网络的变流器故障诊断研究

提出将联想记忆神经网络应用于电力变流系统的故障诊断。介绍了基于联想记忆模型的诊断算法 ,总结出交 直 交变频器的故障模式及故障分析表 ,然后将该样本向量进行HADAMARD预处理、存储记忆后 ,可据此模型进行样本和非样本的并行联想回忆 ,实现诊断功能。最后进行了数字仿真研究 。

智能型采棉机器人中单机械手运动学建模与仿真

针对我国采棉方式严重制约着采摘效率和收获成本的现状,提出了基于单机械手的智能型采棉机器人构想。根据D-H法则和机械手的结构参数,建立了单机械手的运动学模型,采用反变换法求解运动学逆问题,利用MATLAB仿真,验证了所建模型和所有连杆参数的正确性,保证了机械手各关节的准确运动,实现了棉花的实时、高效采摘,并且可以在上述机械手运动学模型基础上开展轨迹规划和避障等技术研究。

数控机床用模糊型位置控制器的研究与实现

针对数控机床位置控制精度高、实时性强和动态响应特性好的需求,提出了相应的位置模糊控制系统(PFCS)架构。为了兼顾伺服系统稳态精度和动态响应性能指标,对传统的基本型模糊控制器(FC)进行了改进与完善,提出了带智能积分和修正因子的位置模糊控制器(PFC),以及双模(FC+PID)智能协调控制策略。最后,经过数字仿真结果和实际单轴伺服系统的使用表明,获得了比较理想的综合控制效果。