基于关键节点的改进A^(*)无人车路径规划算法

针对传统A^(*)算法在结构化道路场景下进行无人车路径规划时存在搜索路径多曲折、紧贴障碍物边界、不平滑及搜索时间随栅格规模增大而呈现指数型增长趋势等缺陷,提出一种改进A^(*)算法,首先应用地图预览模块提取栅格地图关键节点,同时引入基于安全距离的碰撞场模型改进代价函数,基于关键节点信息判断开启增量扩展搜索,直至搜索到目标节点,最后应用准均匀三次B样条曲线对生成路径进行平滑得到最终的规划路径。仿真结果表明,与传统A^(*)算法和Weighted-A^(*)算法相比,改进A^(*)算法提高了搜索效率,改善了路径的安全性和可行性。

伺服阀流量动态校正改善电液位置系统性能的理论和方法

电液位置伺服系统起动过程会造成系统压力突降和执行器运动速度大幅波动,产生液压冲击;当系统有多个执行器工作时,系统压力突降会导致其他执行器产生误动作,甚至发生安全事故。针对上述问题,提出两种解决方法。一是将位置控制过程分解为速度和位置两个控制过程,且执行器的最大速度由系统最大流量和液体的压缩性限制。二是利用阀口压差对伺服阀流量进行修正。理论上阐述了两种方法的原理,采用数字仿真和试验进行了验证,结果表明,在不影响系统响应特性的前提下,两种方法可以消除电液位置伺服系统起动过程中的系统压力突降和产生的冲击。

伺服比例阀用动圈式直线电机

为研制用于驱动大流量伺服比例阀先导级的高响应电-机械转换器,提出采用异型永久磁铁励磁的动圈式直线电机(moving coil linear motor,MCLA)结构方案,给出设计准则,采用有限元计算方法分析磁路特征,计算结果表明,采用异型永久磁铁较规则形状可提高驱动力7%以上。在此基础上,设计了驱动大流量伺服比例阀先导级的动圈式直线电机,并制造出样机,建立了测试系统,对样机的动静态特性进行试验测试,试验结果验证了设计计算的正确性,试验结果表明所研制的样机性能可以满足高响应大流量伺服比例阀先导级驱动要求。

开关型电磁铁控制比例伺服阀的方法及实验研究

提出利用开关电磁铁构成单电磁铁式电液比例伺服阀的方案。在闭环控制基础上,提出自适应前馈补偿方法,解决开关电磁铁的非线性问题;采用抗饱和积分控制方法,在消除稳态误差的基础上,减小电磁铁动态响应时间。在理论上解释2种方法的原理,试验验证2种控制方法的效果。另外,利用电磁铁心速度反馈,增大闭环回路增益,进一步减小电磁铁的动态响应时间。结果表明,与现有采用比例电磁铁的技术相比,新方案具有设计简单、成本低的优点。

双自由度阀用电–机械转换器原理及特性

为满足伺服比例阀对电–机械转换器高响应速度的要求,提出一种新的具有2个运动构件的2自由度电–机械转换器。解释了此种电–机械转换器缩短伺服比例阀动态响应时间的机理,给出其中3种物理可行的结构形式,并针对一种典型结构——混合式双输入2自由度电–机械转换器的磁路进行分析,应用有限元方法研究了其多种工况下的输出特性。结果表明,新的2自由度电–机械转换器可同时控制2个直线移动部件,使它们同向或反向运动,可用于伺服比例阀以及其他需要双直线位移输出元件的控制。

利用速度控制抑制电液位置伺服系统冲击的方法

电液位置伺服系统在起动、换向以及动态过程中,对液压源流量的需求很大,当液压源供油能力相对不足时,产生液压冲击。为解决这一问题,提出利用液压执行器的速度信号抑制冲击的方法。通过检测执行器速度计算出执行器高压腔体积变化所产生的体积流量,当该体积流量大于液压源所能提供的最大实际流量时,冲击过程中出现暂短的压力急降现象,通过调整电液伺服阀输入信号,使执行器实际流量始终小于液压源所能提供的流量,达到抑制冲击的目的。仿真和试验均显示,该方法易于实现,可明显抑制电液伺服系统中因流量不足引起的冲击。

阀用电-机械转换器动静态性能测试方法

为了对行程0～20 mm、输出力-500～500 N的直线电动机,尤其是电液伺服比例阀用电-机械转换器的性能进行准确测试,提出了一种新的阀用电-机械转换器动静态性能测试方法。利用该方法可对被测电机的闭环控制性能进行测试,设计了相应的测试系统。简单的机械结构实现了对具有单向、双向输出能力的电机进行测试,高性能分析系统实现了对被测电机的动态性能的高效测试,所设计的测试方法及测试系统的测试结果与仿真结果一致,证明该测试方法及其测试系统是可信的,为阀用电-机械转换器的试验研究提供了良好的支持。

利用DSpace实现电液伺服系统研究的实验方法

为提高电液伺服系统的实验研究效率,提出了利用DSpace进行电液伺服系统实验研究的方法,解释了利用该方法实现控制策略、参数动态调整的过程,利用该方法对电液位置伺服系统的控制策略进行了简单研究,研究过程表明,利用该方法可简单、快速实现复杂控制策略,提高实验效率,并且所组成的系统具有结构清晰、参数动态调整方便的特点。

电液伺服位置、压力复合控制原理的仿真及试验

为了对主机中广泛应用的电液位置、压力复合控制过程进行改进,首先在建立的试验台上对电液伺服位置、压力两种控制方式的机理进行研究,明确了位置控制和压力控制的特点及其各自应采用控制器的结构形式。进一步研究串联和并联两种形式位置、压力转换控制策略,提出串联和并联相结合的位置、压力复合控制方法,只需改变位置设定值,就可实现无冲击的位置控制和压力控制转换,简化了控制过程。对控制特性进行数字仿真和试验验证,研究工作对提高主机的生产效率和性能具有理论和实际意义。

核心器件冗余的低能耗电液伺服纠偏控制技术

针对带钢生产线广泛应用的对中(对边)纠偏电液伺服系统,现有技术能源利用效率低、易发热,核心器件伺服阀和偏差检测传感器容易发生故障,造成生产中断的不足,提出采用双伺服阀主从控制、光电传感器和电容传感器组合检测带钢偏差、两套光电传感器组合的硬件冗余检测原理,减少纠偏系统发生故障的概率,降低因纠偏设备故障,引起生产中断造成的损失。提出用变转速驱动的定量泵,配合蓄能器按压力控制方式工作,改善系统的能量效率。研究中,制定串联和并联两种偏差传感器冗余的检测原理,试验测试光电检测和电容检测两种纠偏方式的动态特性和控制精度,对比在变转速和恒定转速驱动液压泵两种方式下,纠偏过程的能量消耗情况和动态响应特性,测试连续扰动下系统的纠偏过程,研究表明,采用新的控制方案,可以在降低系统能耗70%的基础上,满足纠偏过程动静态特性的要求,达到预期目标。

信号校正改善开关电磁铁特性的原理及方法

针对比例电磁铁成本高、磁路结构复杂、加工工艺要求高的特点,提出用开关电磁铁代替比例电磁铁控制电液比例阀的方法,使开关电磁铁具有准恒力特性。由于开关电磁铁具有很强的非线性特性,难以用解析方法得到出力和位移的关系式,因此采用双线性插值算法计算出开关电磁铁在任意位置的输出力,根据软磁材料的磁滞理论,采用2次调整线圈电压的方法在有效行程内拉平力位移特性,同时减小了滞环效应。试验测试结果表明,采用新的方法使开关电磁铁达到了与比例电磁铁相近的控制效果。

机械专业验证性实验的设计与实践

为了提高验证性实验教学效果,分析了传统验证性实验教学的特点和存在的问题,指出实验教学改革应从实验设计入手,改变验证性实验中常见的"学生机械式模仿"的现象。阐述了在实验教学的最初阶段就要让创新元素融入到课程实验的教学中去的思想,提出了设计验证性实验的方法和原则,并在"液压传动"课程实验中得到实施和验证,取得了很好的实验教学效果。

蓄能器缓冲惯性负载液压冲击方法研究

气囊式蓄能器在缓冲液压冲击方面发挥着重要作用。以炼钢高炉扒渣机大臂液压系统为工程实例阐述液压冲击产生的原因,建立液压冲击峰值压力数学模型,分析总结降解液压冲击的措施。对采用蓄能器缓冲液压冲击的液压回路及蓄能器的工作过程进行理论分析,建立系统仿真模型。对系统进行仿真研究,并重点对蓄能器的预充压力和容积对缓和液压冲击的影响进行研究。将所提出的方法应用于扒渣机大臂液压系统,测量驱动马达两端的压力曲线,用实测结果验证了蓄能器缓和液压冲击的效果。

动圈式大推力电机械转换器的设计和试验研究

为满足电液比例阀的大功率驱动和响应速度快的要求,研究了提高动圈式双向电机械转换器输出力的方法,对其结构尺寸进行了优化设计,利用有限元方法对其静态特性进行了仿真计算.研制出了大推力动圈式电机械转换器样机,对该样机进行了试验研究。理论分析和试验研究表明,所设计的动圈式双向电机械转换器能够满足电液比例阀的大功率驱动需求。

阀用电磁铁的磁链特性

阀用单电磁铁结构简单、成本低,广泛应用于液压控制系统。为了进一步分析磁链与动铁心位置的关系,提出在原电磁铁基础上增加测量绕组,采用测量绕组的电压积分求取绕组磁链;并且搭建了磁链试验台,得出了阀用电磁铁的磁链特性,为进一步研究阀用电磁铁提供了理论和实验依据。

动圈式电机械转换器用双向控制器的研究和设计

为满足电液比例阀用动圈式电机械转换器的控制及驱动要求,研究了利用专用芯片设计的H桥电路来满足动圈式电机械转换器的双向控制要求,采用专用芯片设计的PWM波发生电路满足其比例控制的要求。研究分析了所设计电路的PWM波的占空比和频率调节原理,功率放大器驱动电路产生足够的功率和电流的原理,制作出了相应的电路板,并对所设计的电路进行了试验研究。理论分析和试验研究表明,所设计的动圈式电机械转换器用控制器电路结构简单、有效,能够达到控制和驱动要求。

水压试管机液压控制方案研究

针对水压试管机设计主要依赖经验设计方法的缺点,利用AMEsim软件建立水压试管机平衡及密封部分的模型,对水压试管机的液压控制方案进行了比较,分析了参数变化对控制性能的影响。

水压试管机排气头装置的位置控制系统研究

水压试管机被广泛应用于钢管生产领域。针对目前水压试管机液压控制系统普遍采用的压力控制方法的不足,提出采用位置控制的方法,并利用AMESim软件对水压试管机位置控制系统进行仿真,探讨了采用位置控制系统的可行性,对水压试管机的设计具有很好的参考价值。

蒙古族马鞍文化基因的提取及应用研究

分析整理蒙古族马鞍中稳定和鲜活的基本文化要素,探索其在新时代保护与传承的新方向,潜移默化中加深大众对中华民族文化的深度学习。基于文化基因的逆转录提取法和定量分析法构建马鞍文创产品设计方法模型,提取马鞍独具特色的民族文化因子,再利用AHP模型计算出各因子的重要性,最后将重要程度较高的文化因子应用到文化创意产品中。通过蒙古族文创产品展现该地区民族文化缩影,连接传统和现代的价值观念,使蒙古族马鞍更加贴近人们的生活,推动蒙古族马鞍文化以新的传承创新方式融入现代生活方式。

新型阀用动圈式电机械转换器

为满足高响应、大流量伺服比例阀先导级的驱动要求,介绍了一种永磁体径向充磁的动圈式电机械转换器的结构方案,优化了磁路结构,对输出特性和磁场分布进行了分析。有限元软件分析表明,该动圈式电机械转换器具有双向驱动能力,输出力值大,波动性小,具有良好的线性度,可以满足高响应大流量伺服比例阀先导级驱动的要求。