子母无人机多体分离气动特性模拟

子母机多体分离过程中气动干扰特性的分析是集群无人机发射技术的重要研究方向。基于动态嵌套非结构多面体网格技术,耦合求解流场非定常N-S方程与刚体六自由度运动方程,实现了子母机多体分离过程的精确模拟。首先,对母机的气动干扰区和子母机的分离方式进行分析,其次,计算得到整体状态时子母机以及子机与子机之间的气动干扰特性,最后,根据多体分离过程中子机运动状态的变化情况,进行安全特性评估。研究结果表明:相对于减速分离,加速分离能够快速脱离气动干扰区,安全性更高,并且随着子机数量的增加,子机机翼的距离不断减小,在一定程度上减弱了子机的翼尖涡对翼面的影响,增大了子机的升力。

Spar平台多自由度耦合的涡激运动数值模拟研究

为研究Spar平台在均匀流作用下多自由度耦合的涡激运动特性,本文基于STAR-CCM+求解器建立了考虑流固耦合的Spar平台涡激运动数值模型,探讨了纵荡、横荡、垂荡、纵摇和横摇五个自由度的耦合效应。结果表明:Spar平台在横荡、垂荡与横摇三个自由度发生明显“涡激共振”现象,并且垂荡与横摇自由度“涡激共振”现象发生的速度区间基本一致;横荡与横摇自由度保持着较高的耦合性,横荡共振时横荡与横摇的运动主频保持1:1的关系,横摇共振时横荡运动频谱的次峰频率等于横摇运动主频;纵荡、垂荡与纵摇三个自由度存在复杂的非线性耦合运动关系,不仅纵荡、垂荡的运动主频始终存在于纵摇频谱中,而且纵摇与纵荡、纵摇与垂荡的耦合程度在不同的折合速度范围内存在差异。

基于3-(RRR)E(RR)S并联机构的多运动模式分析

目的 多模式机器人具有智能型可重构和变结构特性的能力,能够主动或被动适应多变的环境,设计一种能够在包装工程领域应用的多运动模式并联机构。方法 从螺旋理论出发,通过研究线矢量与偶量在不同几何空间中的相关性,得出在一定条件下约束力可以转化为法向约束力偶,为并联机构实现多模式运动提供了理论支撑。结果 通过3-(RRR)E(RR)S并联机构变形,得出该机构的具有3R、2T1R和2R1T等3种运动模式,在各种运动模式下的自由度均为3,具有全周性。结论 基于3-(RRR)E(RR)S并联机构,通过变化支链约束力线矢空间位置关系来改变机构的约束条件,使该并联机构能够实现3R、2T1R和2R1T多模式运动,满足物流分拣、抓放定位、产品空间姿态调整等需求。

基于梯度函数的多自由度机械臂关节角度自动控制

在多自由度机械臂运动过程中,易受到多连杆之间耦合作用的影响,导致多自由度机械臂关节角度控制效果和运动轨迹跟踪效果较差。为此,提出了基于梯度函数的多自由度机械臂关节角度自动控制方法。通过分析连杆运动和关节运动,建立多自由度机械臂动力学模型,获取影响多自由度机械臂关节角度的重要因素。在此基础上,基于梯度函数,结合神经网络算法,获取连杆和关节的控制策略,构建关节角度控制模型,实现多自由度机械臂关节角度自动控制。实验结果表明,所提方法能够有效实现多自由度机械臂关节角度自动控制,且具有较好的关节角度控制效果和运动轨迹跟踪效果。

波浪能装置设计模型及其解析求解

本文通过对波浪能装置设计模型进行简化,得出一种快速且准确地提升波浪能转化效率的解决方案.首先,从分析波浪能装置在海水中的垂荡运动出发,将该装置简化为多自由度线性系统,通过分别对浮子和振子进行受力分析、建立微分方程,利用数值模拟的方式求解,给出浮子和振子从静止到进行垂荡运动各时刻的运动状态;然后,通过调节阻尼器阻尼系数的形式及其数值,计算出使得PTO系统平均输出功率最大的阻尼系数;最后,通过对弹簧刚度的稳定性检验说明该模型可拓展至其他不同的情况,具有普适性.本文模型对于提高波浪能装置的能量转换效率具有指导意义.

二自由度行波型超声波电机的驱动和运动姿态控制

球形二自由度行波型超声波电机是一种多自由度超声波电机,文中介绍了一种二自由度行波型超声波电机简要的结构和机理,并介绍其驱动控制电源的设计,然后提出了一种新颖的电机姿态测量机构,最后研制基于相位差PI控制策略的电机驱动和运动姿态控制系统。实验表明,球形二自由度超声波电机驱动和运动姿态控制是可行和正确的,而且具有较高的定位精度。本文为二自由度行波型超声波电机的优化设计和性能提高奠定了理论基础。

存在间隙的多自由度系统的周期运动及Robust稳定性

研究一类存在间隙的多自由度振动系统的动态响应．系统由线性元件构成，但其中一个元件的最大位移不能超过由刚性平面约束所确定的阀值．应用模态矩阵方法将系统解耦，并根据碰撞条件和由碰撞规律所确定的衔接条件求得系统的周期运动及其稳定条件．将Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法应用于周期运动的扰动差分方程，导出了含不确定参数的碰撞振动系统周期运动的鲁棒（Ｒｏｂｕｓｔ）稳定性条件．

一种凸极式磁阻型球形电机的结构设计

为了提高球形电机的输出转矩,降低控制系统的复杂程度,提出了一种新型磁阻型球形电机。首先,介绍了电机的基本结构和运行原理,建立了电机的数学建模,基于有限元软件使用虚位移法对电机进行建模,确立电机的电感曲线和矩角特性。然后,以输出转矩、气隙磁密及定子轭磁密为目标,针对定转子的结构进行仿真分析。最后,通过计算结果分析了球形电机主要参数对电机性能的影响,完成了磁阻型球形电机的结构设计,验证了所提出的新型结构的有效性。

捕获轨迹机构连续同步控制试验方式研究

捕获轨迹试验装置(captive trajectory simulation system,CTS)是在风洞中进行外挂物分离试验、对分离轨迹进行模拟的多自由度机构。首先对风洞中CTS的连续动态轨迹试验方式的基本过程和实现进行了说明。主要对多自由度机构在动态生成轨迹中的连续同步控制和天平信号的实时处理问题进行了详细介绍。采用了非线性实时迭代优化算法设计实现CTS多自由度机构的缓冲同步控制算法,解决动态轨迹的连续同步控制问题;运用零相位偏移的数字滤波器设计小滞后的实时滤波算法,实时提取天平信号的有效信号。最后将CTS连续动态轨迹试验方式的风洞试验数据与传统的位置控制方式的试验数据进行了对比。结果表明,在相同条件下,连续动态轨迹试验方式减少风洞CTS的试验时间约60%,所产生的分离轨迹数据与位置控制方式一致。

圆柱-球体多自由度超声电机定子驱动端面的运动分析与仿真

对圆柱 球体多自由度超声电机定子的驱动端面的运动形式作出了基本假设 ,在已知一个特定驱动点振幅的前提条件下 ,建立起定子上一般驱动点的运动方程。结合在MATLAB环境下对驱动点的运动仿真结果 ,分析了驱动点运动的规律和特点。由于这个特定驱动点的振幅是可计算的和可测量的 ,因而本文提出的电机定子驱动端面的运动分析、仿真方法是定量的 ,这为进一步弄清该种电机的驱动机理、改进和提高电机的性能、实现电机输出性能的仿真设计等提供了有效的依据。

Consteel振动输送机的水平运动建模

对于Consteel振动输送机,四轴惯性激振器产生水平激振力,槽体在拉杆作用下可看做一个倒立摆。当激振力为水平激振力且拉杆较长时,槽体在垂直方向的运动很小,可以看做只有水平运动。当不考虑物料与槽体的滑动,把物料看做附加质量时,得到槽体和基座的两自由度模型。当把基座看做固定不动时,得到槽体和物料的两自由度模型。同时考虑基座、槽体和物料得到一个三自由度模型,以便综合分析输送机的水平运动。

基于模糊神经网络的海浪中舰船多自由度运动建模方法研究

基于切片理论计算在诸规则波中的舰船多自由度运动响应 ,并以此为样本训练模糊神经网络 ,最终建立起一种新的舰船在随机波浪中的多自由度运动模型 ,并通过算例验证该方法的实用性和可靠性。

导轨五自由度运动误差的光学与倾角传感器组合测量方法

为了准确、高效地对直线导轨多自由度运动误差进行测量,提升精密机械装配效率与质量,提出了一种运用光学与倾角传感器组合方式实现直线导轨系统五自由度运动误差同时测量的方法。首先对所提出的测量系统各测量模块进行光路分析,建立直线度测量模型,并提出了基于共光路的激光漂移分离检测与补偿方法。其次基于直线度测量模型,进一步分析了角度与平移误差串扰及解耦方法,消除由移动部件姿态变化和阿贝误差引起的误差串扰。最后,针对激光漂移的补偿方案进行了实验验证,并通过与激光干涉仪、电子水平仪的测量对比实验,俯仰角、偏摆角、滚转角误差最大偏差分别为5.55″、4.28″、2.21″,水平和竖直平移误差最大偏差分别为2.47、1.92μm,验证了组合测量系统的测量精度,为直线导轨准确、高效测量提供了一种结构简单、成本低的测量系统与方法。

折叠机翼变体飞机的动力学建模与分析

文章研究了多刚体系统动力学理论应用于折叠机翼变体飞机动力学建模的方法,考虑变体飞机为一个完整的多刚体系统,建立了能够完整描述变形过程的动力学模型。针对对称变形和非对称变形进行了变体飞机的动态变量特性分析,并基于MATLAB-Simulink仿真环境,建立了非线性数值仿真模型。以某型折叠机翼变体飞机为算例进行了仿真,结果表明建模方法正确可行。

一种新型多自由度组合液压缸设计

针对机床夹具的自动化螺旋夹紧机构在工作过程中需要多自由度运动的问题,设计了一种新型多自由度组合液压缸。该组合液压缸可以实现直线运动、旋转运动和旋转直线复合运动3种运动形式,技术性能完善、控制简单、安装方便,不仅能够满足机床螺旋夹紧机构的需要,而且为其他多自由度传动产品的设计提供了一种研发思路。

圆柱形多自由度超声波电动机运动控制的实验研究

介绍了自行研制的圆柱形多自由度超声波电动机的结构、驱动原理和输出性能。对该电机进行了运动控制的实验研究,包括控制系统的组成、电机的基本控制特性、控制方法及轨迹跟踪控制,最后分析了造成控制误差的原因,提出了提高控制精度的措施。

基于螺旋理论的多连杆独立悬架运动空间分析

将螺旋理论应用于多连杆独立悬架运动空间分析中,采用螺旋理论中的运动螺旋来表示悬架的自由度和约束,并对悬架进行自由度和约束分析,总结出求解独立悬架这一类运动空间的分析方法,并举出算例。通过运动仿真来实现车轮在上、下跳动时悬架的复杂空间螺旋运动轨迹,这对研究汽车乘坐舒适性有很大帮助。

圆柱形多自由度超声电机椭圆倾角和接触角的研究

定子驱动端面形成的椭圆运动是实现超声电机驱动的关键,因而椭圆运动的性质直接影响超声电机的性能。分析了圆柱形多自由度超声电机驱动点的椭圆运动轨迹及其特点。在此基础上给出了椭圆倾角的计算公式,分析了椭圆倾角与接触角之间的关系,得到了最佳接触角。提出了保证最佳接触角的方法。通过实验,分析了接触角对电机输出性能的影响。

不同形状的多自由度内置PTO式波浪能转换装置的性能分析

在模态分析法的基础上,文章系统性地阐释了一种多自由度内置波能转换系统(PTO)式波浪能转换装置(WEC)的运动特性和输出功率之间的关系,探究了外壳形状对WEC工作效率的影响。在势流理论的基础上建立多自由度频域运动模型,通过PTO多参数优化得到最大输出功率,采用模态分析法探究内部PTO在二维平面上的相对运动与输出功率之间的关系。对球形WEC、短圆柱WEC和高圆柱WEC分析后发现,高圆柱WEC可有效提高低频共振的幅值,但降低了全频域上的能量捕获带宽,短圆柱WEC和球体WEC更适合实际应用。内置PTO式WEC存在低频和高频两种共振模式,其输出功率主要来源于低频时横荡方向吸收的波浪能。在设计内置PTO式WEC时,应着重优化其在横荡方向的运动响应。

THE NOVEL ANNULAR ENVELOPE CYLINDRICAL WORM AND FUZZY OPTIMAL DESIGN OF ITS DRIVE

The cylindrical worm processed by annular grinding wheel envelope in two degree of freedom motion state is a novel worm. This paper explains the shaping principle of such a worm. To improve meshing quality and the properties of contact and lubrication, the multi objective optimization has been conducted for the first time to the parameters of such a worm pair by the fuzzy optimal method. The results show that, the shape of the contact line is visibly more sloped than before being optimized, lubrication angle is apparently bigger, and the distribution of contact lines is much improved.