离散模板料拉弯成形实验及数值模拟研究

传统的拉弯成形采用刚性拉弯模具的方法,由于拉弯零件数量多,因此需要大量的拉弯模具,且由于回弹的影响,修模工作量大、时间长、成本高。本文提出了一种采用由片层状基本体组成离散拉弯成形模具的柔性拉弯成形方法。其基本体的位置可调,通过调整基本体端面形成的模具包络面,实现回弹补偿,并且一套离散模拉弯成形模具可成形一系列同类特征的拉弯零件,这种方法可极大地减少拉弯模具的数量。针对板料拉弯成形进行了实验和数值模拟研究,验证了离散模拉弯成形的可行性,并通过修正包络面的方法,实现了回弹的非线性补偿,实验误差平均为1.0 mm,模拟误差平均为0.02 mm,有效地提高了拉弯成形的精度,节省了采用机加修模所需的时间和成本。

拟离散模的消去性

对拟离散的消去性作了讨论，得到如下主要结果：（１）模Ｍ有提升性当且仅当Ｍ的每一个余闭子模是Ｍ的直和项；（２）拟离散模的子模的任何两个余闭包是超视的，因而是同构的；（３）拟离散模有消去性当且仅当其每一个为直和项的空子模有消去性；（４）在有消去性的拟离散模中，若其两个子模的商模同构，则这两个子模的余闭包同构．

关于拟离散模的研究

对拟离散模进行了研究后，得到的主要结果有：（１）Ｍ是一个可补模，对于Ｍ的任意子模Ａ，如果Ａ在Ｍ的一个直和项里是余闭的，那么Ａ在Ｍ里也有余闭的（２）设Ａ、Ｂ是Ｒ模Ｍ的子模，Ｍ满足条件（Ｄ１），Ｍ１、Ｍ２分别是Ａ、Ｂ的余闭包，且Ａ、ＢＭ若Ｍ１Ｍ２，则ＡＢ（３）设Ａ、Ｂ是拟离散模Ｍ的两个子模，Ａ∩Ｂ＝０，ｃｃ（Ａ）、ｃｃ（Ｂ）分别为Ａ、Ｂ的余闭包，则ｃｃ（ＡＢ）＝ｃｃ（Ａ）ｃｃ（Ｂ）（４）若Ａｉ是拟离散模Ｍ的独立子模，ｃｃ（Ａｉ）为Ａｉ的余闭包（ｉ＝１，２，３，…），则ｃ（∞ｉ＝１Ａｉ）＝∞ｉ＝１ｃｃ（Ａｉ）（５）如果Ｍ是一个广义的半完备左Ｒ模，那么①Ｊ（Ｍ）Ｍ；②Ｍ／Ｊ（Ｍ）是半单的；

基于离散模型的内超环面齿轮干涉检验方法

针对内超环面齿轮齿面加工局部和全局干涉现象,提出一种干涉检验方法,有效地避免了加工干涉。通过干涉检验面簇的引入和干涉检验线簇的构造,将内超环面齿轮齿面和刀具扫掠体离散化。运用内超环面齿轮齿面和刀具扫掠体离散模型,通过截平面处刀具中心的求解,确定内超环面齿轮齿面加工局部和全局干涉区域。通过实例分析进一步验证了内超环面齿轮齿面加工干涉检验方法的可行性。

零平均折射率带隙中离散模的实验研究

通过实验研究了零平均折射率带隙中离散模的传输特性.零平均折射率带隙存在于左手材料与右手材料交替形成的一维光晶体中.在实验中,左手材料与右手材料分别由左/右手复合传输线和右手复合传输线实现.实验结果表明,左手材料与右手材料的色散特性使离散模并没有按照理论上期待的"单点频"传输,而是彻底地覆盖了零平均折射率带隙.由于左手材料在本质上是色散的,因此该实验结论普遍适用于零平均折射率带隙中的离散模,即离散模的出现会使零平均折射率带隙消失.

自治分段线性振荡系统的离散映射数值建模与稳定性分析

为研究自治分段线性振荡系统中出现的分叉及混沌动力学行为,系统建模及稳定性分析是一种必不可少的分析手段.本文通过构造周期内离散映射解析模型,并结合边界条件的动态数值求解,提出了一种动态离散映射数值建模方法,进而推导了用以判定系统周期闭轨稳定性的Jacobian矩阵求解模型.最后,本文以电力电子系统中一种常用的5维软开关逆变自治振荡电路作为实例,通过模型仿真观察到频率的分叉现象,并根据Jacobian矩阵的特征乘数对系统的稳定性进行了研究.基于该模型的仿真分析结果与实验系统中所观察到的现象一致,从而验证了该方法的有效性.

用于发动机控制模型的基于循环的平均值离散建模方法

讨论了面向控制的发动机模型 ,并从角度域提出了基于循环的平均值离散建模方法。将其与目前主要用于实时仿真的模型进行对比 ,分析了这些模型与本文模型的不同特点。通过实例说明了在角度域上建立基于循环的平均值模型能够更好地反映发动机的离散本质。

基于数值方法的平面二次包络蜗轮理论齿面的离散建模

针对平面二次包络蜗轮的数字化建模与数控加工问题,提出对蜗轮理论齿面运用截面法沿接触线进行离散,将蜗轮齿面离散成型值点云,为运用三角B—B曲面片对蜗轮齿面进行插值重构提供基础。这一算法简化了复杂共轭齿面的计算,提供了适于计算机表达的数据接口。

离散三角子模

为了构造离散三角模,引入了离散三角子模的概念,给出了生成离散三角(子)模的方法;然后讨论了光滑离散三角子模的结构。

Sweep曲面离散建模技术研究

为了实现在3D打印的离散模型上直接进行模型的编辑和修改,提出了基于投影扫略的离散直接构建Sweep曲面的方法。首先在构建投影Sweep曲面之前运用积累弦长参数化方法对脊线离散点重采样,重新规划脊线离散点间的空间位置,改善了Sweep曲面的质量。其次,对于Sweep曲面拐角处的误差,给出了通过细分拐角曲面减小误差的方法。再次,对于基于二维草图构建的扫掠曲面所出现的局部自交,提出了一种扫略轮廓线提取算法,能有效检测并去除扫掠曲面的局部自交。最后通过实验证明,基于投影扫描的Sweep曲面连续而且光滑,细分拐角能改善Sweep曲面质量,轮廓线提取算法去除扫掠曲面自交的效果良好,能满足三维打印建模要求。

逆变焊接电源的离散建模与最少拍控制

逆变焊接电源所采用的全桥、半桥等功率变换电路可以等效为Buck变换器.在对Buck变换器离散建模的基础上,通过直接时域推导,建立了可用于逆变焊接电源闭环控制的最少拍控制律.所构建的控制算法充分考虑了模型参数与实际参数之间误差的影响.输出滤波电感的变化影响最少拍控制的稳定性和控制效果.稳定条件为模型所用最大电感值不超过实际电感值的1.67倍.结果表明,当模型电感值和实际电感值相等时,系统为最少拍控制.在模型参数和实际负载参数匹配时,系统实现了"没有稳态误差、不存在输出纹波、输出幅值受限"的最少拍控制.

基于数值方法的内超环面齿轮齿廓离散建模

超环面行星蜗杆传动系统中的关键零件内超环面齿轮的齿面是一种复杂的空间曲面。为了实现复杂曲面的数控加工和采用有限元方法对其进行接触分析时,能否获得精确的内超环面齿轮的实体模型是解决问题的关键。本文针对内超环面齿轮数字化建模问题,根据内超环面齿轮的数学模型,对其螺旋齿面进行网格划分,提出基于数值方法的内超环面齿轮离散建模方法。该方法采用截平面蔟将内超环面齿轮模型离散成数据点云,从而获得内超环面齿轮离散模型,为后期的复杂曲面插值重构提供了基础。

基于离散时间模型的隔离Cuk PFC控制

以隔离Cuk功率因数校正(PFC)变换器为研究对象,提出了一种基于离散时间模型的输入电流数字控制器设计方法。针对隔离Cuk PFC变换器建立了一种新型的简化离散时间模型,通过取其近似获得近似简化离散时间模型,然后基于模型推导了输入电流数字控制律,结合基于PI调节器的电压环控制器构成数字双环有源PFC(APFC)控制器。通过仿真验证了隔离Cuk PFC变换器近似简化离散时间模型的准确性和输入电流控制器设计的合理性,搭建了1.6 kW隔离Cuk PFC变换器硬件系统实验平台,在半载至满载范围内获得了接近单位功率因数和输入电流总谐波畸变率(THD)低于5%的功率因数校正效果。

Buck变换器的变分积分离散时间建模

关于开关功率变换器设计问题,为了提高变换器性能,一般采用离散时间模型进行电路非线性动力学分析和数字控制器设计。现有的离散时间映射模型由于矩阵指数和积分的存在,运算量非常大,进行了大量近似,导致模型精确度的降低,无法反映出电感电流纹波等动态特性,直接影响了动力学分析的准确性和数字控制器的性能。提出采用变分积分原理对Buck变换器建立离散欧拉-拉格朗日方程,进而推导出运算量小且精度高的离散时间演化映射模型。仿真结果表明,所建立的模型能真实反映电感电流纹波等动态特性,电流和电压跟踪误差仅为近似离散迭代映射模型的5%,精确度显著提高。

离散型面模技术在汽车覆盖件模具型面中的应用

研究了离散型面模成形技术在大型汽车覆盖件模具型面的设计制造中的应用。首先采用经过预处理的模具型面的离散数据,用双三次B样条曲面对模具型面进行重构。然后根据重构的型面计算离散型面模成形装置上的冲压顶杆高度,给出了一种精确且简便的方法。最后将其应用到某汽车覆盖件模具的实际设计制造中,验证用其调节顶杆高度后冲压出来的模具型面的实际成形效果。

机器人作业的离散事件建模与控制方法

针对传统机器人控制中规划器开环的不足 ,首先设计了底层的非时间参考的连续路径规划与控制方法 ,使规划器的规划值基于系统的状态之上 ,避免了基于时间规划的系统由于意外事件造成的损害和任务的重新规划 ;在此基础上 ,又建立了整个作业任务的离散事件模型 ,设计了离散事件路径规划方法及控制综合方法 ,实现了事件反馈的闭环 ,提高了系统处理不确定事件的能力和作业的自动化程度 .最后两台PUMA 5 6 0机械手搬运被识别工件的作业验证了本文算法的有效性 .

ITER中的离散阿尔芬本征模

本文主要研究了ITER稳态运行时的离散阿尔芬本征模的稳定特性。这些磁流体力学本征模是α引起的气球模驱动势阱中的束缚态。其中,α=-q2Rdβ/dr,q是安全因子,β是等离子压强和磁场压强的比值,R和r分别是环形等离子体的大半径和小半径。这些阿尔芬本征模很容易被高能量粒子激发而演变成不稳定模式而影响环形等离子体的约束性能。

数字控制系统中纯滞后因子的离散建模

对于普通ｚ变换，纯滞后时间若不为采样周期整数倍，被控对象无法用ｚ变换表示；使用改进ｚ变换处理数字控制系统中的纯滞后，需要查表和进行繁杂的数学运算，无法用于ＣＡＤ。本文介绍了在ＭＡＴＬＡＢ的环境下，使用Ｐａｄｅ 近似式拟合纯滞后因子，和不带滞后的被控对象串联，离散化后建立的模型有较高的精度。计算机模拟结果说明此方法的正确性与实用性。

基于机器人装配生产线的结构与离散事件建模研究

为实现机器人装配生产线的智能化,减少装配成本,节省生产时间,提高机器人装配的生产效率。文章通过Petri网对包装流水线的离散事件建模,再根据Petri网模型来分析生产线的装配性能,采取数学分析法对生产线的可行性进行评估;从而证明生产线工艺性能好、物料分派均衡、结构合理、资源溢出、死锁等情况不会在流水线上发生。实验结果,设计出一套行之有效、具有可操作性装配生产线,从而达到提升生产效率目的。

基于离散演化映射的DC/DC变换器混合逻辑动态建模

针对传统DC/DC变换器模型存在计算量大、进行了大量近似、不能反映电流纹波特性等不足,有机结合哈密顿原理和混杂系统理论,提出基于离散演化映射的DC/DC变换器混合逻辑动态建模方法。以Buck变换器为例,首先采用变分积分器对其进行离散化得到离散演化映射模型,然后基于混杂系统理论将CCM和DCM模式进行统一,进而得到混合逻辑动态模型。结果表明,所建立模型计算量小、精确度高,能完整描述系统的各个工作状态且能反映电感电流纹波等动态特性,为DC/DC变换器建模方法提供了新的思路。