基于边界元法的高精度交流机械臂伺服动力特性分析

机械臂因其智能化与高精度广泛应用于各行各业中。针对机械臂因机电耦合极易造成控制精度低的问题,本文基于边界元法的高精度交流机械臂伺服动力特性分析,将转子磁链定向矢量控制子系统应用于机械臂伺服传动系统中,转子磁链定向矢量控制子系统选取齿轮传动控制机械臂传动,转子磁链定向矢量控制子系统选取RV减速机与谐波减速机控制机械臂关节运动,利用机械臂伺服传动系统中的三环控制子系统控制机械臂的稳定运行。将机械臂伺服传动系统应用于6自由度柔性机械臂中,选取边界元法分析该机械臂动力特性,通过机械臂中梁元件弯曲震动动态基本解获取梁单元于纵向和扭转方向边界控制方程,将不同方向的边界控制方程依据梁元件各方向的震动特点组合,获取机械臂动力学方程,依据动力学方程分析高精度交流机械臂伺服动力特性。通过以上方法获取机械臂动力学方程,通过动力学速度跟踪以及位置跟踪结果验证伺服传动系统的伺服特性,采用该伺服传动系统的机械臂关节结束运动时位置波动极小,波动范围与稳态误差小于18"以及1.5′;该方法分析高精度交流机械臂伺服动力特性结果相对误差均在0.05%以内,验证基于伺服传动系统的高精度交流机械臂伺服特性,以及该方法分析高精度交流机械臂伺服动力特性的准确性。

伺服动力电源技术发展概述

近年来,机电伺服系统在航空、航天领域得到了广泛应用,逐渐形成了新的推力矢量控制和舵面控制实现方式,并推动了伺服动力电源的多样性发展。研究了国外运载火箭、导弹及飞机伺服动力电源技术的发展现状,梳理了各类场景中伺服动力电源的应用特点及未来需求,对比了常见的热电池、锌银电池、锂离子电池及涡轮发电等各类伺服动力电源的技术特点,并提出了高电压、高比功率、高比容量(新型电池,涡轮发电)、一体化/智能化/高可靠等伺服动力电源技术的未来发展方向。

单伺服动力刀架防撞车及过载保护结构的研究

单伺服动力刀架是车削中心和车铣复合加工中心上的关键功能部件,由于误操作、切削过载,或者刀架转位负载过大等原因有可能对刀架本身造成损伤,因而刀架需要设计防撞车和过载保护结构。文中主要针对几种国外知名厂商的防控车及过载保护结构进行分析介绍。

单伺服动力刀架关键技术研究

针对单伺服动力刀架的相关关键技术点进行了分析,并对部分结构的实现方案进行了对比,可为相关刀架或者主机制造企业提供设计参考。

节能的专机伺服动力系统设计与实现

为了使专用领域的注塑机能实现"技术恰到好处"理念,本文提出了根据专机使用原料的实际生产工艺参数来设计规划专机的伺服动力系统,做到专机专用,从而实现"技术恰到好处",避免"大马拉小车"的动力浪费现象,最终实现降低设计成本且能耗降低,给客户带来意想不到的"惊喜"。

具有参数不确定被动力伺服系统的反步控制

针对被动式力伺服系统的参数变化和多余力矩问题,在建立系统非线性模型的基础上,设计一种自适应反步控制器.并利用Lyapunov稳定性定理证明了设计控制器的稳定性.该控制器考虑了系统主要参数变化和承载系统的扰动,将系统方程重组成多个虚拟子系统,利用反步控制思想对每个虚拟系统设计虚拟控制量,通过反步递推得到含有参数变化与承载系统扰动的非线性控制器.仿真结果表明:与传统控制器相比,该自适应反步控制器能更好地抑制多余力矩,证明了所设计控制器的有效性.

数控机床动力伺服系统原理及故障诊断维修

论述了数控机床动力伺服系统2种设计方案的原理,着重论述了普通车床数控改造主轴和冷却电动机动力伺服控制电路设计、故障诊断与维修方法,具有比较广泛的工程应用和推广价值。

基于反步控制的被动力伺服系统全状态反馈控制

针对被动力伺服系统的多余力矩问题,提出一种基于反步控制的全状态反馈控制方法,并利用Lyapunov函数的稳定性定理保证了设计控制器的稳定性.与以往解决加载多余力矩时不同,该控制器不仅使用加载系统各状态量,而且使用了承载系统的各状态量,在建立系统非线性模型的基础上,将系统方程重组成多个虚拟子系统,利用反步控制思想对每个虚拟系统设计虚拟控制量,进而一步步反向推导出含有加载系统和承载系统各个状态量的非线性控制器.因此,该控制器能够更加准确地抑制多余力矩,仿真结果也证明了该控制器的有效性.

快速气动力伺服系统的控制

气缸运动在低速时会出现爬行现象.本文分析气缸爬行现象的机理,针对摩擦力不易被直接检测到的缺点,设计扩展卡尔曼滤波观测器对气动力伺服系统中的摩擦力进行在线估计,将估计的摩擦力引入控制输入,对摩擦力进行补偿.仿真与实验结果表明,该方法具有良好的动静态特性,跟踪精度较高、鲁棒性强、响应时间快.

改进RBF网络PID算法及在气动力伺服系统中的应用

针对气动力伺服系统的非线性、时变性和不确定性,在已有RBF神经网络PID控制算法的基础上,提出了一种改进的控制算法。在RBF网络参数调整中引入动量因子,考虑参数变化的经验积累,减小系统振荡;同时,采用LM(Levenberg-Marquardt)算法代替梯度下降法对算法中PID参数进行实时在线调整,加快其响应速度。最终通过MATLAB仿真和基于Lab VIEW的实物验证实验,测试了改进算法在气动力伺服系统中的控制效果。实验结果表明,改进算法的快速性和鲁棒性明显提高,在气动力伺服系统中具有良好的控制效果,且在工业现场具有实用性。

液压蓄能器在火箭姿态伺服控制中的应用探讨

本文介绍了火箭姿态控制伺服机构的工作原理,并根据伺服机构在火箭姿态控制系统中的工作特点,提出了用液压蓄能器直接作为火箭姿态控制系统伺服机构动力源的可能性以及需要解决的问题。

滚动轴承的多体接触动力学仿真

以轴承的几何学为基础,基于UG和ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型,同时在轴承内圈加入轴来模拟轴与轴承之间力的传递。以动力伺服刀架中双联齿轮处的深沟球轴承6203为例,综合考虑轴承的径向载荷和转速的影响,提出一种快速有效的滚动轴承多体接触动力学分析的新方法。应用ANSYS/LS-DYNA对滚动轴承在特定工况下进行多体接触的动力学仿真,并运用LS-PrePost进行后处理,分析滚动轴承的动力学特性,结果与滚动轴承的实际运动情况吻合良好。

滚动轴承的动力学仿真分析

在动力伺服刀架中,轴承的动力学特性很重要,影响到刀架的精度以及可靠性。基于UG和ANSYS/LS-DYNA以轴承的几何学为基础建立有限元模型,同时在轴承内圈加入轴颈模拟轴与轴承之间力的传递。以动力伺服刀架中双联齿轮处的深沟球轴承6203为例,综合考虑轴承的径向载荷和转速的影响,应用ANSYS/LS-DYNA对滚动轴承在特定工况下进行显式动力学仿真与分析,得出了轴承的动态响应。结果与滚动轴承的实际运动情况吻合良好,为进一步研究滚动轴承的动力学特性提供了更可靠的依据。

电磁耦合强混合动力车技术研究

混合动力车的节油和减排效果应明显,开发强混合动力车是最现实的解决方案。基于动力伺服概念,以直接电磁耦合技术,选择机械功率透过式双电机方案,开发了动力伺服油电强混合动力系统,同时对整车动力系统结构、工作原理以及整车控制策略进行了分析。运用Matlab/Simulink建立整车模型,对发动机、电动机以及双转子发电机的输出转矩进行了仿真分析,在电机试验台架上对电机的外特性以及工作效率进行了相关试验。研究结果表明:输出转矩仿真值能很好的满足循环工况需求,且电机输出效率高,可达86%,满足混合动力车设计要求。上述研究对今后电磁耦合油电强混合动力车的整车标定匹配工作具有参考作用。

几何偏心齿轮动力学仿真分析

在动力伺服刀架中,转位系统的精度是刀架可靠性的重要指标之一。研究的齿轮即为刀架转位系统中的传动齿轮。齿轮的几何学特性直接影响齿轮的传动精度,进而影响刀架转位系统的一次定位精度,因而对齿轮系统进行传动精度分析很有必要。以某动力伺服刀架中齿轮为例分析了其几何偏心对传动精度的影响;阐述了基于NX、ADAMS的误差齿轮分析系统的建模过程;将仿真分析数据与理论计算结果进行对比,验证了基于动力学分析方式分析齿轮运动学特性的可行性,同时验证了传统解析法的正确性;最后编写CMD文件,实现ADAMS多次实验的自动化操作。

几何偏心齿轮动力学仿真分析

以某动力伺服刀架中齿轮为例,建立几何偏心齿轮动力学模型。根据加工过程中齿轮几何偏心问题建立基于NX的几何偏心齿轮模型。以Hertz理论为基础确定机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical system,简称ADAMS)接触函数中的各参数,通过实验确定ADAMS动力学仿真分析设置。基于ADAMS动力学实验过程编写cmd文件,实现短时间内批量实验。从获得的分析结果中研究几何偏心齿轮的啮合力以及啮合力频率。该研究缩短了批量复杂动力学仿真实验所用时间,提高了实验精度,将有助于系统优化设计。

气动比例力伺服系统的模糊+PID控制

对气动比例力伺服系统的控制方法进行了研究。通过PID控制实验,对气压控制系统的强非线性特性及控制特性有了认知,进而运用模糊控制理论对系统进行了进一步的研究,最终提出了模糊PID控制的控制策略,实验表明,该控制方案是有效的。

软包抽纸包装机的动力系统的研究与应用

生活用纸软抽包装设备传统动力系统是单主电机传动,改为伺服电机独立动力,每个运动机构可调整速度和位置,驱动器连接PLC经过编程控制部件动作位置、角度以及配合速度变化(M-C-C),使得设备效率更高,包装效果更好,可通过人机界面调整设备参数,方便产品换款更快调整,设备更简约,易于维保清洁,能准确判断设备结构故障,方便维护,减少人为误判故障导致的效率损失。

滚动轴承最佳原始游隙的确定

动力伺服刀架的特点是定位精度高,动作准确可靠,滚动轴承是其中的重要组成部分,而游隙是轴承一个重要的使用特性,受到各个因素的影响包括过盈装配、工作载荷、温升、转速和材料线膨胀系数等,轴承工作游隙的大小直接影响到刀架在工作过程中的振动和噪声。创新点在于从理论上对轴承游隙的影响因素做了全面细致的分析,并用Matlab实现了对滚动轴承的最佳原始游隙的快速求解。为如何选择轴承的原始游隙以提高轴承的寿命和回转精度,最终提高刀架的精度保持性和可靠性指标等提供了理论依据。

活塞杆自动冲内六方专机研讨

活塞杆自动冲内六方专机采用集中料仓批量上、下件,上下料仓可暂存一定批量的活塞缸,可实现1人操作多台设备,变频步进机构运料进给,加工过程自动完成,活塞杆每个加工工位后配有检测工位,自动实现尺寸检测,保证了产品加工的尺寸精度和位置精度,产品一致性好;此设备可单独完成活塞杆端头内六方孔加工,中心孔与底孔钻头转速可调及进给速度可调,钻削加工时冷却水自动喷淋,PLC 编程控制,设备具有产品数据存储、调用等功能,自动化程度高,设备使用范围大,更安全更高效。