基于S形速度曲线的键合头运动控制系统研究与分析

根据用户工艺需求,针对全自动芯片键合设备的运动控制模块以及键合头子模块开展需求分析,结合典型试验,设计出基于S形速度曲线的键合头运动控制系统,根据S形速度曲线重新规划了键合头的运动轨迹,使其对芯片键合周期缩短的同时也保证了键合精度。

一种专用平旋盘数控传动装置结构设计

针对组合机床通用部件镗孔车端面动力头镗刀杆径向移动不能数控控制的不足,设计了一种采用伺服电机驱动的镗刀杆径向运动的结构方案。将平旋盘镗刀杆径向往复运动由液压缸驱动转换成伺服电机驱动,实现对平旋盘镗刀杆径向运动的伺服控制。使得平旋盘具备自动粗精镗内孔、台阶孔、锥孔、端面,通过合理布置多刀实现内孔、外圆、端面的多工序加工。拓宽了机床加工工艺,提高了生产效率。在数控组合镗床上实现柔性化加工,得到广泛应用。

船舶类量化神经网络自适应运动控制方法研究

研究船舶类航向自适应运动控制方法有助于加快解决船舶在海上通讯带宽受限情况下航向跟踪检测困难和控制效果差的问题。基于RBF神经网络,采用一种经典非线性运动解析模型来描述通信信号输入量化过程,无限逼近于航向控制系统中的未知非线性项来消除隐性不确定项因子对控制系统的影响,与此同时模型中所设计的RBF自适应量化控制器不需要对先验信息进行量化参数处理,不仅可以保证有效跟踪和控制的同时,还可以减轻通信的传输负担、减少执行频次和降低系统控制幅度。本文基于Lyapunov稳定性理论证明了所提出的带有输入量化的RBF神经网络自适应闭环控制系统的稳定性,并在Matlab Simulink环境中构建仿真模型分析,论证了所设计的运动控制方法的有效性。

考虑液压舵机系统故障的轮船航向动态状态反馈控制方法

舵机系统是控制船舶航向的关键部件,液压舵机系统出现故障,影响船舶的操纵能力和航向稳定性。因此在对轮船航向进行控制时,需要将液压舵机的故障情况纳入考量范围。对此,提出考虑液压舵机系统故障的轮船航向动态状态反馈控制方法。在构建船舶运动的非线性数学模型中加入故障因子,对故障随时间变化的情况进行表征,并将非线性模型转化为状态空间的形式。将期望舵角作为控制器的输入值,并以控制舵角作为输出值,采用模糊PID结构对控制器进行构建。结合BP神经网络对控制器的参数进行优化整定,将输出的控制参数代入模糊PID中,进行控制舵角的调整,从而实现轮船航向动态状态反馈控制输出。测试结果表明,采用提出的方法对轮船航向进行控制时,轮船的舵角变化率较低,具有较为理想的控制效果。

一种穿戴式多IMU的航向对齐方法

针对基于穿戴式多惯性测量单元(IMU)的行人定位与步态测量应用中,多IMU之间的航向对齐通常依赖磁力计、专业人员辅助以及关节假设模型,操作流程复杂度高且精度无法保障的问题,提出一种适用下肢安装多IMU的航向对齐方法:设计适用足部、小腿和大腿IMU的统一的杆臂补偿零速修正算法,利用行人足部周期性触地规律构造的零速度观测值,准确恢复所有IMU的运动轨迹;然后基于轨迹相似性约束,实现多个IMU的航向对齐;最后在室外开阔场景下评估运动轨迹恢复精度和航向对齐精度。实验结果表明,航向对齐精度和各部位IMU的轨迹恢复精度呈正相关;在行走轨迹长度大于15 m时,各IMU的航向对齐精度均优于1°(均方根值)。该方法操作简单,易于实施,能够满足基于多IMU的人体运动分析和行人定位应用需求。

掘进机截割头不同运动参数与截割性能关系研究

以EBZ45型悬臂式掘进机为研究对象,介绍一种基于有限元分析的掘进机截割头截割性能分析方法。将掘进机截割头形状尺寸、材料特性等参数录入到DYNA软件中,由该软件构建出截割头有限元模型,之后以此为基础,分别从转速、横切速度及钻进速度三个方面出发,模拟分析了不同运动参数条件下截割头截割性能变化趋势,以此确定出最佳的运动参数,为掘进机截割头调节与控制提供指导,使煤矿掘进作业安全、顺利进行。

基于运动约束的航姿系统误差自主补偿方法

为了提高车载捷联航姿系统的长航时定姿精度,提出利用载车的运动约束条件对航姿系统误差进行在线自主补偿。首先,对航姿系统的传感器误差、安装误差等进行分析与建模,选取航姿系统的各项误差作为误差补偿滤波的系统状态,建立系统状态方程。然后,根据发射车等特种车辆的运动特点,利用车辆运动约束条件,将载车行驶过程中航姿系统的速度输出在车体坐标系横向和垂向上的投影分量作为误差补偿滤波的量测,推导获得误差补偿滤波的量测方程。最后,采用卡尔曼滤波设计航姿系统误差在线估计算法。实验结果表明,所提方法能够自主有效地补偿航姿系统的积累误差,经过1200 s的跑车实验,系统的航姿误差始终保持有效收敛,其中航向精度优于3.4′,水平姿态精度优于0.4′。

弹头结构对超空泡枪弹水下运动特性的影响

针对目前国内外水下航行体结构简单,稳定性较差的问题,基于重叠网格技术和6DOF动网格技术,提出一种两段式结构的超空泡枪弹。该枪弹采用两段式的斜肩结构,在水下航行时受到水阻力更小,具有较高的研究价值。为此,研究了3种不同弹头结构对超空泡枪弹水下运动过程的空泡形态、弹道及流体动力特性的影响。研究结果表明:不同结构弹丸水下航行时,平头弹丸产生2段空泡,尖头弹丸和圆头弹丸只生成1段空泡,圆头弹丸与斜肩的契合度更高;圆头弹丸的弹道稳定性更好,其次是平头弹丸,尖头弹丸的弹道稳定性最差;弹丸遇水初期,会产生一个阻力峰值,且随着弹丸的运动,阻力逐渐降低,圆头弹丸受外力的影响最小,尖头弹丸受外力影响程度最大。因此,圆头弹丸的水下弹道稳定性最优,减阻性能最佳,为超空泡枪弹的结构选择提供了一定的理论依据。

冷轧钢带双头开卷机的设计与分析

为解决目前单侧上卷冷轧开卷机工作效率低等问题,设计了一种新型的双头开卷机,由引导机构、支撑机构、胀紧固定机构、开卷机主体等构成。为代替人工手动引卷,在开卷机一侧安装了引导机构,通过调整引导直板可以自动完成引卷;针对主轴长期承受压应力易发生应力疲劳,在主轴下侧安装了支撑机构,可以转移部分钢卷的压应力从而提高主轴工作稳定性;针对现有开卷机效率低,在支撑主轴两侧分别安装了固定机构,两侧固定机构通过联动控制可以实现开卷与上卷同步进行。利用CATIA建立了开卷机各机构模型,并完成了整机装配,对开卷机进行了运动干涉检查,结果表明开卷机运动无干涉。对开卷过程进行了静力学分析,应力云图显示固定机构的最大应力为830.837 kPa,未超过材料许用应力。

掘进机横摆作业截割头运动参数的优化设计

掘进机是煤矿开采中重要的设备,在掘进过程中,截割头受到煤岩的冲击等作用,受到较大的阻力.横摆作业工况下,截割头的转速及横摆速度对掘进机截割的效率及能耗等具有直接的影响作用.基于此,采用序列二次规划算法对截割头的运动参数进行优化计算.结果表明,对截割头的转速及横摆速度进行优化后,其截割阻力及推进阻力具有明显的降低,可以提高掘进截割的效率,可以为掘进机的设计使用提供参考指导.

经后外侧入路髋关节置换术对股骨头坏死患者近期预后及关节功能的影响

目的:探讨经后外侧入路髋关节置换术对股骨头坏死患者近期预后及关节功能的影响.方法:选择2018年1月-2022年9月在徐州医科大学附属医院采用髋关节置换治疗的120例股骨头坏死患者作为研究对象,根据1:1随机数字表法将所有患者分为研究组与对照组,各60例.研究组使用经后外侧入路,对照组使用直接前方入路,观察2组患者术后近期预后及髋部关节功能变化情况.结果:所有患者手术过程顺利.研究组手术切口长度长于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).2组手术时间、术中出血量、术后完全负重时间、术后卧床时间、术后住院时间对比差异无统计学意义(P>0.05).研究组术后3个月的压疮、坠积性肺炎、泌尿系感染、便秘、下肢深静脉血栓等并发症总发生率为6.70%,低于对照组的8.30%,差异无统计学意义(P>0.05).术后3个月,2组髋关节功能、疼痛、畸形、活动范围、总分等髋关节功能评分比较,组间差异无统计学意义(P>0.05).2组髋关节活动总范围、屈曲活动、背伸活动、外展活动、内收活动等髋关节活动度比较,组间差异无统计学意义(P>0.05).结论:相对于直接前入路,经后外侧入路髋关节置换在股骨头坏死患者的应用虽然会增加手术切口长度,但是并不影响手术进程,也不会增加并发症的发生率,还不会影响患者的髋关节功能与髋关节活动度的恢复.

虚拟现实系统中人的头部运动与跟踪研究

为了克服虚拟现实系统中的视觉延迟现象,在对各种头部运动规律测试结果分析研究的基础上,提出人的头部运动是具有高斯-马尔可夫特性的随机过程,建立了头部运动的随机数学模型,设计了基于卡尔曼滤波和测量数据预处理技术的头部未来位置预测算法。理论分析和仿真检验都表明,该算法明显地提高了预测精度,减缓了图像的抖动和对操作者头部运动的限制,有效地减少了视觉延迟。

基于交互式多模型的VR系统头部运动预测算法与仿真

虚拟现实系统中的视觉延迟会严重破坏其沉浸感,是导致仿真病的重要原因之一。针对此问题,栽分析头部运动特点基础上,采用常速模型和"当前"统计模型构成的模型集合描述头部运动,建立了交互式多模型预测滤波器对头部位置进行预测,并对预测效果进行了仿真验证。仿真结果表明,相比以往采用单一、固定模型描述头部运动的预测器,该预测器提高了头部位置预测精度,从而更加有效地补偿了VR系统中的视觉延迟。

基于Kinect的头部康复虚拟现实游戏

虚拟现实在康复中的应用被广泛研究,有助于中风后的患者独立地完成日常生活活动,同时节省时间、金钱和其他成本。将Microsoft Kinect用于虚拟现实游戏来评估用户的运动动作。游戏规则要求外侧头、躯干和手臂的运动。在设定的9个游戏练习中,平均值和最大移动量保持不变。但是,随着练习的增加,头部运动的频率增大。结果显示通过头部运动,视频游戏可以用于姿态平衡康复,同时还表明头部运动对前庭系统有影响。在以后的工作中将评估前庭运动以及头部运动频率随练习的增加将如何支持姿态平衡改进。

一种人体头部运动姿态的测量方法

为了解决人体头部在空间环境中运动时,头部的不良姿态对人体身心健康的影响,设计了一种三维姿态传感器用于测量人体头部运动姿态.三维姿态传感器以单片机为处理核心,恒温系统保证系统的测量精度,两路MEMS高精度加速度传感器测量X轴和Y轴姿态,MEMS磁强计测量Z轴姿态,测得的姿态信号经过16位ADC转换器进行模数转换后,由单片机完成数据处理,通过CAN将三种初始姿态信息欧拉角、方向余弦和四元数传输到计算机.用户可以根据不同需要选择一种初始数据采用专用软件实时计算所需的姿态角、速度和位移量等姿态信息.通过计算结果分析,得出人们在不同环境空间里人体身心最佳状态时头部运动的角度、速度和位移等的姿态信息范围,为人们在以后的生活和工作中更好的调控人体头部姿态提供一个标准,使人体始终处在一个舒适愉悦的状态.实验结果表明三维姿态传感器的测量精度分别达到0.08°、0.03°、0.05°,达到了一般实际工程的测量精度要求,且此方法快速、简单、切实可行.

数控多工位点焊机运动部件的设计

针对单工位点焊机工作效率较低的现象 ,设计出一数控多工位点焊机。本文介绍了该点焊机的总体结构和组成 ,讨论了关键部件点焊头的设计方案 ,分析了运动部件控制系统的功能 。

横轴式掘进机截割头真实运动与简化运动比较分析

建立了横轴式掘进机截割头截齿运动轨迹、运动速度和加速度方程 ,通过实例和现有的简化方程进行了仿真比较 ,为合理选择截割头的设计参数和工作参数提供了有效的方法和手段。

迎浪船舶的参数横摇分析

该文建立了三维非线性时域模拟运动方程;应用泰勒展开得到参数共振项系数;基于势流理论给出了非线性运动方程中来波影响项系数的确定方法。分析了发生参数横摇的范围和幅度;对船舶在不同波高、不同遭遇频率下的参数横摇幅值进行了系列预报,得到船舶参数横摇的发生区域图。

顶浪中船舶运动的数值模拟与波浪增阻计算

基于CFD方法建立了数值波浪水池,模拟了规则波浪的生成传播,并对顶浪中航行船舶的运动进行了模拟计算研究。讨论了数值模拟中的波浪环境表达,验证了数值波浪水池中波浪的生成、传播与消波等,模拟计算了多个航速顶浪中航行Wigley-III船模的运动与波浪增阻。将计算结果与DUT(Delft University of Technology)的试验数据相比较,吻合良好。对比和研究表明,基于数值水池的数值模拟方法比试验更易实现和控制,能细致描述船舶周围的流场,在波浪中舰船水动力性能的分析与运动预报等方面具有广阔的应用前景。

掘进机截割头运动参数的优化设计

运用计算机技术,对掘进机截割头的运动参数作模拟研究和优化设计,建立了基于截割头负载转矩波动和截割比能耗最低的优化设计模型,以计算出最优的掘进机截割头运动参数。