基于特征样件在机测量的机床偏摆误差辨识及其不确定度评估

机床几何误差的测量和补偿可以提高机床的加工精度。随着机床在机测量技术的发展,在机测量特征样件辨识几何误差逐渐应用到机床的精度检查中。文章提出了一种基于特征样件在机测量的机床偏摆误差辨识方法,应用激光干涉跟踪仪验证了辨识方法的正确性,分析了安装误差对于偏摆误差辨识的影响。应用自适应蒙特卡洛法结合误差椭圆评估了在机测量特征样件辨识偏摆误差的不确定度,且应用GUM法验证了不确定度评估方法。特征样件在机测量偏摆误差的方法能够获得可接受的几何误差辨识精度,可作为传统的基于激光干涉测量技术的几何误差辨识的替代方法,非常适合机床精度的周期性检查,来保持机床加工质量的一致性。

基于机器视觉的天轮偏摆监测研究

针对部分煤矿天轮偏摆监测时位移传感器安装困难问题,研究了基于机器视觉的天轮偏摆监测方法。考虑了提升机天轮平台的结构布置,设计了天轮偏摆监测方案,研究了基于边缘监测方法的天轮偏摆量监测技术。通过模拟实验验证所提监测方法的可行性。实验结果表明,所提方法与位移传感器测量结果相比,相对误差小于5%,说明所提方法可用于天轮偏摆监测。最后进行了天轮偏摆量可视化监测方法的现场应用研究,结果表明所提方法可以有效获取天轮的偏摆量,从而为天轮的安全运行提供保障。

三自由度压电偏摆台耦合迟滞模型建模与逆补偿

为了解决三自由度压电驱动纳米偏摆台中的多轴耦合与迟滞问题,设计了一种可以同时表征多个压电驱动器间耦合效应及其自身迟滞效应的耦合迟滞模型,并利用其逆模型进行前馈补偿以提升平台的定位和轨迹跟踪精度。首先,搭建了三自由度压电驱动偏摆台的控制系统并建立其运动学模型,将末端平台三自由度运动转化为三个压电驱动器的输出。然后,建立基于Prandtl-Ishlinskii模型的耦合迟滞模型,并对该模型及其逆模型的参数进行辨识。最后,通过开环逆模型前馈补偿来验证模型的有效性,并利用结合逆模型前馈和反馈的复合控制方法进行轨迹跟踪控制。实验结果表明:逆模型开环前馈补偿使三个压电驱动器间最大耦合位移均降低了70%以上,证明了所建立耦合迟滞模型的有效性,结合闭环反馈的复合控制方法对空间轨迹进行跟踪的最大均方根误差仅为0.06 mrad和0.42μm,相比单纯闭环反馈分别减少了72%和87.5%,最大误差也减少了76%以上,有效消除了平台中耦合迟滞的影响,提高了平台的定位精度。

基于MPC的光伏清扫机器人防偏摆控制研究

针对光伏清扫机器人在行驶过程中容易出现偏摆等问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)方法的光伏清扫机器人防偏摆控制策略,以改善机器人车身偏摆问题。首先,建立机器人的动力学和运动学模型,并运用MPC原理在仿真软件中搭建光伏清扫机器人的数学模型;其次,基于模型设计线性时变防偏摆控制器,将光伏清扫机器人的防偏摆控制问题转化为带约束的二次规划问题;最后,对机器人进行仿真实验。仿真结果表明:在所设计控制器的作用下,光伏清扫机器人的速度迅速达到设定的目标速度0.05 m/s,偏摆角从0.1 rad迅速趋近于零,实现了防偏摆控制,验证了该控制器的有效性及优越性。

拟间歇振动辅助偏摆车削钛合金的切削力与切屑形成研究

钛合金近年来被广泛应用在航空航天、医疗器械和军事工业等领域中,然而钛合金所固有的低导热系数、低弹性模量和高化学反应性使其可加工性能较差。为深入了解拟间歇振动辅助偏摆车削钛合金的切削机理,建立了拟间歇振动辅助偏摆车削和普通切削加工钛合金的三维仿真模型,分析在不同切削速度(30mm/s,40mm/s,50mm/s)下钛合金加工的切削力与切屑形态。从试验结果可以看出:拟间歇振动辅助偏摆车削钛合金的切削力与切屑形成和刀具摆动有关,切削力存在摩擦力逆转和进给力逆转现象,有利于切屑排出,但随着切削速度的增加而逐渐减弱;拟间歇振动辅助偏摆车削钛合金的切屑形态为波浪形,切屑形成复印了刀具摆动的轨迹,切屑的波浪形随着切削速度的增加而逐渐衰退。本研究可以为难加工材料拟间歇振动辅助偏摆车削技术的完善提供理论指导。

刀头偏摆对多层焊接陶瓷锯片拖尾的影响

通过分析多层焊接陶瓷锯片的刀头偏摆影响因素,验证了刀头偏摆对陶瓷岩板片的影响。刀头偏摆的大小与基体偏摆、两侧偏移对称度、刀头平行度相关,而拖尾现象与刀头偏摆的大小、砖的宽度相关。最后通过试验验证了在固定砖宽的情况下,刀头偏摆的大小与拖尾现象的关系,验证了在固定刀头偏摆的情况下,随着砖的宽度增大,拖尾现象减小。

一种车辆偏摆转向系统优化设计

针对竞技车赛中采用偏摆式转向系统的车辆转弯半径较大,转角较小,转向灵活性差等问题,对整车转向系统进行数学建模与理论分析,在此基础上用MATLAB进行仿真计算,获取了主要影响因素对整车转角及转弯半径的关系曲线及其经验公式,并根据计算数据对整车转向系统进行改进,显著提高了车辆的转向灵活性。本文所述的车辆偏摆转向系统的优化方法,不仅提高了竞技比赛中车辆在比赛中的竞争力,同时也为后续偏摆式转向机构的设计优化提供了参考和依据。

轮带偏摆的测量分析及修复方法

轮带在运动中会产生一定的偏摆,影响回转窑的稳定运行。通过使用激光测距仪测量轮带偏摆量,将窑筒体的一个回转周期32等分,取一圈中每段距离的平均值,采用最小二分法计算轮带偏摆量。根据计算结果,分析轮带偏摆产生的原因,监测筒体温度变化和轮带/托轮的不均匀磨损,进行轮带处筒体更换和轮带在线修磨等调整,使轮带偏摆量恢复正常,确保回转窑长期稳定运行。

磨料水射流偏摆切割模型及试验

为研究水射流切割特性,提高切割效率,使用量纲分析法建立偏摆切割的切深模型,并针对偏摆切割的切割特性进行试验研究.基于模型计算结果和试验数据分析了主要工艺参数特别是偏摆角度对切深和断面质量的影响.结果表明,模型能够较好地预测切深,偏摆切割可以起到加大切深和减少断面斜条纹的作用,可使切深增大的有效偏摆角范围随压力升高而扩大,最佳偏摆角度随进给速度增大而增大,随靶距提高而减小.

端子细长针脚偏摆产生的原因与防止对策

对高速冲压生产中端子细长针脚偏摆的形式进行了描述,分析了细长针脚偏摆产生的原因,指出压料不稳、冲裁间隙不均匀、刃口磨损、端子针脚截面变形以及端子针脚被压伤等直接导致了端子针脚偏摆。给出了防止端子针脚偏摆的解决方案,可为细长针脚端子类模具设计提供参考。

线性偏摆复合型压电微动平台

为了研究微/纳米技术在光学、精密加工和精确定位等领域的应用,提出了一种线性偏摆复合型压电微动平台,以实现线性运动和偏摆运动。对平台的组成和工作原理进行阐述,建立两种运动的数学模型,并进行运动性能仿真。根据拟定的尺寸加工出样机,对样机的运动能力和频响特性进行测试。最后,通过比例积分微分(Proportional Integral Derivative,PID)反馈实现对平台的跟踪控制。仿真和实验结果表明:该平台具有良好的运动精度和解耦性,一阶固有频率可以达到333.8 Hz,能够实现24.924μm的线性运动和1.330 mrad的角度摆动,实现了微/纳米级别的运动,在精密光学、精确定位等领域具有广阔的应用前景。

全方位偏摆关节机构运动分析及仿真

介绍了一种能够实现全方位偏摆运动的关节机构。分析了机构的结构特点和传动特性,基于欧拉定理利用方向余弦法建立了机构的运动学模型,并用Matlab和ADAMS进行了仿真。

大行程精密定位平台偏摆误差的补偿方法

精密定位平台在导轨动连接处刚度较差,在高速高动态工作中这里易产生偏摆振动。为了减小偏摆误差对定位平台的影响,提高定位精度,通过对直线电机驱动、气浮导轨支撑和导向的高精度定位平台进行研究。根据定位平台偏摆误差的动态特性,采用偏摆误差补偿方法,设计一种偏摆误差检测系统,采用平尺和微位移传感器相结,具有高频响、非接触式的特点。设计了一种基于压电陶瓷驱动的x,y两维微位移补偿机构。同时,通过将气浮导轨滑块副简化成弹簧、质量和阻尼相结合的系统,推导出了定位平台两自由度的偏摆振动模型。基于误差补偿系统的偏摆误差补偿实验表明,精密定位平台的定位精度得到了较大提高,定位平台的定位精度优于2μm。

压电偏摆镜快速精确控制研究

研究压电偏摆镜的快速精确控制系统.采用压电偏摆镜、电压放大器、位移传感器和实时控制系统AD5435搭建了闭环控制跟踪系统,根据压电系统动力学特性设计前馈-反馈复合控制器,采用闭环控制实验验证了压电偏摆镜的快速跟踪能力,对50 Hz谐波和三角波跟踪时,相对均方根误差小于3.6%.提出的压电偏摆镜精确跟踪控制设计方法可以应用在星载光机系统的精确扫描和抖振抑制等领域.

林用起重机起吊木捆偏摆系统的动力学模型与仿真

建立了林用起重机木捆偏摆系统的动力学模型,并经过线性简化得出木捆在垂直方向的摆角主要与其同向的小车加(减)速度和绳长,以及木捆升降速度有关,而水平摆角与自身的转动惯量和钢丝绳的扭转系数有关。建立了小车制动后木捆匀速下降过程的二自由度木捆摆振微分方程,最后采用Simulink对振动微分方程进行仿真,结果表明绳索长度、木捆下降速度以及木捆材长对木捆偏摆系统动力响应有重要影响。所得仿真结果进一步完善了先前理论分析研究成果,理论上考虑了系统阻尼,从而使模型更加与实际系统一致。

旋转机械转子振动中的偏摆处理

详细论述了用涡流传感器检测旋转机械转轴振动中的偏摆 ( Runout)问题 ,并提出了在时域完全去除偏摆的方法 ,弥补了目前去除偏摆方法的缺陷 ,且便于实现。文中还给出了相应的试验数据和结果 ,指出了面临的问题和解决的方向 ,作者已在开发的振动检测、分析、诊断和动平衡系统中成功采用了这项技术。

一种新型盘片轴向偏摆加速度测量仪

本文介绍了一种新型盘片轴向偏摆加速度测量仪。这套测量系统是集精密机械,精密气浮,光电检测和计算机技术于一体的复杂测量系统。本仪器采用激光外差干涉仪作为传感器,能够测量盘片轴向偏摆速度,加速度和偏摆量,获得了较高的分辨率,稳定性和线性。不仅能够测量金属盘片,而且能适用于新发展的非金属盘片和记录介质。

K-H-V偏摆锥差行星机构的运动学和力学分析

运用陀螺理论即刚体定点转动理论 ,对K H V锥齿轮少齿差行星机构进行了运动学及动力学研究 ,分析了该机构的特殊性 。

考虑刀具偏摆的微铣削力理论模型分析与研究

考虑微铣削加工过程中刀具偏摆的影响,建立了一种新的未变形切削厚度计算模型,为计算微铣削力做准备。将应变梯度塑性理论引入到材料的本构方程中,利用修正后本构方程来计算微铣削过程中的流动应力。在计算微铣削力时,应用了考虑刀摆的未变形切削厚度,并同时考虑了犁切力、流动应力和弹性恢复的影响。将理论计算得出的铣削力与实验测得的铣削力进行比较,进而验证模型的可行性。