汽车前悬架下摆臂的逆向设计与有限元分析

逆向工程与计算机辅助设计及有限元分析相结合,可显著提高新产品的开发效率,实现产品快速制造和降低开发成本。本文以某车型前悬架下摆臂为研究对象,通过三维扫描仪采集下摆臂的点云数据,对点云数据进行处理与简化。使用CATIA软件对前悬架下摆臂进行逆向设计,建立前悬架下摆臂的三维模型。使用Geomagic Qualif软件对建立好的模型进行误差分析,平均偏差在0.6mm范围内。对表面粗糙、不连贯及曲面不连续现象进行曲面光顺处理和局部结构优化,优化后的下摆臂模型表面平整、曲面光滑流畅,符合零件设计要求。利用惯性释放原理,使用ANSYS软件分别对逆向设计的下摆臂模型的三种典型工况进行静力分析,得到下摆臂的应力云图。结果表明各种工况下的下摆臂应力均满足强度要求。

小角度摆动扫描控制系统的分析与实现

激光测距仪对摆动扫描控制系统提出了特殊的要求(摆动幅度为±0.125°,摆动频率为2～8Hz)。在对系统进行建模与仿真分析的基础上,针对其中存在光栅码盘位置检测精度低、电机驱动电流小、易受外界干扰等问题,提出了一种新的工程实现方法。首先采用有限转角无刷直流力矩电机作为执行元件和挠性枢轴连接,可以减小力矩波动和机械摩擦;然后通过电学细分的方法提高光栅的分辨率;最后采用电流反馈和速度反馈相结合的PID控制策略提高系统的性能。试验结果表明:此方法可以满足摆动扫描控制系统对低转速、小角度、高精度控制的要求。

红外地平仪摆动扫描装置自适应控制器的FPGA实现

本文介绍了红外地平仪自适应摆动控制器FPGA原理样机的有关研制结果。针对新型长寿命红外地平仪的摆动扫描控制装置 ,基于系统特征分析 ,提出了能跟踪摆动装置的固有频率、同时保证摆幅稳定的一套自适应控制方案 ,并且研制出FPGA芯片原理样机 。

机载摆扫式光谱仪高转速三面摆镜设计与优化

为满足机载摆扫式光谱仪在25Hz扫描频率下工作的要求,设计了具有三面反射镜的摆镜结构。首先,计算镜面反射区域面积与旋转轴偏离量的关系,通过比较摆镜布置不同数目反射镜时的性能,设计了围绕旋转轴布置三面反射镜的摆镜结构形式,通过600r/min的转速即可完成每分钟1 800次的高频摆扫;同时采用匀速摆扫的运动方式,降低了摆镜的控制难度,提高了系统的稳定性。然后,采用拓扑优化、集成优化等方法对摆镜结构进行了优化,摆镜最终质量为5.28kg,轻量化率达到58%。最后,通过有限元仿真计算得到:摆镜在机载平台600r/min转速离心力与1 g重力的作用下,面型精度RMS值优于λ/20,基频达到1 199Hz,具有较高的力学稳定性,满足机载摆扫式光谱仪的高扫描频率要求。

摆动扫描式红外地球敏感器测试系统及其关键技术研究

在扫描镜摆角动态激光测试技术研究中,基于激光技术和CCD探测技术,提出了一种红外地球敏感器扫描镜摆角动态测试方法,并研制了扫描镜摆角动态测试系统,可实现扫描镜的摆动频率、零位角、幅值、最大与最小摆角和峰峰值之差、峰峰值平均等参数的动静态激光非接触测量。介绍了系统的组成和工作原理,着重对线阵CCD用于实时动态测角技术的测量精度和动态范围等几个关键问题进行了探讨,推导了测量精度公式与动态范围公式。

检测球体产品的控制曲面的计算机辅助设计

为检测球体产品,提出了一种控制曲面的计算机辅助设计方案,该控制曲面可控制球体转动模式,以使激光束可扫描到整个球面.研究了扫描点在球面上的移动模式,用微分方程组建立了扫描点与角速度矢量变化规律的数学模型,并运用该模型设计出控制球体转动的控制曲面;同时对此模型及其控制曲面分别用Simulink和OpenGL进行了成功的计算机仿真.

基于锁相环的摆动扫描控制系统模型分析

基于PLL的往复摆动控制方法具有实现电路简单、可靠性高等优点,广泛应用于星载光机扫描型遥感器系统中。然而由于PLL鉴相单元和附加片簧的作用使扫描控制系统呈现复杂的非线性切换特性,难于进行控制回路的分析与设计。文章针对某星载光学遥感器PLL摆动扫描控制系统,详细分析了系统中存在的各种非线性特性,并应用小偏差线性化方法,建立了可供分析与设计的线性化模型,简化了扫描锁相回路设计的难度,在此基础上给出了锁相回路增益的设计准则,并通过仿真验证了模型分析结果的有效性,从而为此类基于PLL的摆动扫描控制系统奠定了理论分析基础和控制器设计依据。

扫描摆镜控制的数字PID实现

介绍了一个应用数字 PID技术实现对红外系统扫描摆镜进行控制的电路。首先分析了 PID的控制原理及该控制算法的数字实现 ,然后 ,给出了该电路的具体实现方法 ,并附测试结果。

远距斜视航空相机获取大场景图像技术研究

针对远距航空相机视场角较小的问题,介绍了目前常用的几种像移补偿技术,并对各种补偿方法进行了比较。采用小面阵相机并结合系统光学元件通过在横滚方向的摆扫实现大场景地面成像,对摆扫过程进行了数学分析,得出了摆扫所需的扫描指令。通过仿真实验验证了推导的数学公式的正确性,仿真结果表明,应用该扫描指令即可通过小面阵航空相机实现地面大场景图像的获取。

检测球体产品的控制曲面的精确设计

提出一种控制曲面的计算机辅助设计方案,该控制曲面可通过球体转动轴的摆动来控制球体的转动模式,使激光束扫描到整个球面.借助在球面上建立的坐标系推导出控制曲面的精确表达式,避免了以前的控制曲面只有在转动轴小幅度摆动时才能达到精度要求的局限性;确定了坐标系中各变量间的关系式,从而建立了球体运动准确的数学模型,并用计算机仿真验证了该数学模型的正确性.

红外地球敏感器摆动扫描机构长寿命试验方法

针对摆动扫描式红外地球敏感器,文章提出了一种长寿命试验测试方法。设计摆动频率为55～60 Hz的加速摆动扫描机构模拟件,在正弦驱动信号的激励下产生本征频率附近的摆动,实现红外地球敏感器摆动扫描机构的加速寿命试验;并研制了试验平台,实时记录和分析试验参数。试验结果表明:长寿命试验摆动扫描机构模拟件在窄扫模式时,摆动次数累计1.4×109次,摆动频率和电压峰-峰值的标准差分别小于0.0020Hz、0.0309V。

基于FPGA的具有频率跟踪的自适应控制器研究

本文针对空间环境下摆幅扫描机构的频率跟踪和摆幅控制问题,提出了一种具有频率跟踪的自适应控制算法。基于模块化设计方法,用FPGA对该算法进行了硬件设计和实现。实验测试结果表明,所设计的数字式自适应控制器具有频率跟踪和摆幅控制精度高的特点。

高功率微波束的旋摆扫描方法

用于高功率微波发射的偏置抛物面天线 ,使其反射面绕馈源轴旋转 ,反射面与馈源借助真空椭圆软波导进行摆动 ,从而实现面域扫描。给出这种天线的旋摆扫描关系式 ,对其扫描性能及其与结构和旋摆参数的关系进行分析 ,结合物理光学修正 。

PIC单片机键盘静态扫描及散转指令的构造方法

介绍一种基于PIC单片机指令系统构建的散转指令,提出实现键盘静态扫描的方法,并给出相应解决方案,从而提高PIC单片机的实用性和运行的可靠性。

一类具有频率自跟踪的控制算法研究

本文介绍了一类具有频率自跟踪的智能PID控制算法。此方法实时性强,控制算法简单,控制精度高,在被控对象频率发生改变时,仍能进行有效控制,适用于工程上的一大类被控对象。具有工程推广价值。

基于离散元法的马铃薯在摆动筛面运动特性研究

为探明马铃薯在筛面的运动规律,采用3D扫描建立不规则形状马铃薯的三维建模,采用离散元仿真分析软件模拟马铃薯在摆动分离筛面的运动状态,并选择摆分离筛曲柄半径为35 mm、摆动方向角为16.8°,在不同曲柄摆动频率和筛面倾角进行模拟试验。同时,分析筛面倾角及摆动频率变化对马铃薯运动速度的影响规律,得到马铃薯在筛面运动速度变化规律及拟合方程,为进一步分析薯土混合物的分离机理和筛体结构优化提供理论参考。

地球辐射波动对摆动扫描式红外地球敏感器测量误差的影响分析

结合SODERN公司新的地球红外辐射模型,对工作在倾斜轨道上的摆动扫描式红外地球敏感器由于地球红外辐射波动造成的姿态测量误差进行了分析,并对其不同季节时的误差进行了数学仿真,最后得出了不同季节的姿态测量误差。结果表明地球的红外辐射波动对俯仰和滚动姿态测量造成的误差最大值分别为0.16°和0.06°。

傅里叶变换红外光谱仪中动镜系统的设计

为提升傅里叶变换红外光谱仪的整体性能,基于立体角镜与平面镜组合的光学结构,设计了一种柔性支撑机构的摆动型动镜机构.建立和分析该机构控制模型,设计了相适应的反馈控制算法.结果表明:该结构具有无摩擦、抗震性好等优点;光学结构能够很好地补偿动镜摆动造成的倾斜与横移误差,保证仪器的重复性与稳定性;通过对控制算法参量的调整,动镜机构的扫描准确度优于98.4%.在4cm-1的光谱分辨率条件下,使用该动镜机构所测得的红外光谱信噪比优于80000:1,能够满足高准确度定量分析的要求.

结合面阵成像的摆镜扫描系统设计研究

为实现低轨卫星对地面热点区域快速、大范围的成像侦查,对面阵成像摆镜扫描系统的设计进行了研究。基于反射镜摆动扫描展宽相机视场的原理,根据卫星轨道高度、地面分辨率,确定扫描系统采用阶梯式的步进扫描,要求摆镜快速摆动快速稳定。给出了摆镜扫描系统的组成、技术指标和构型,采用TRUM-60旋转行波超声电机作为驱动电机。对设计的摆镜系统建立虚拟样机模型进行仿真,设计的摆镜模态满足系统使用要求。用ADAMS软件对摆镜系统进行动力学仿真分析,摆镜单步运动满足50ms快速摆动、50ms快速停止稳定成像的要求;1个运动周期内摆镜的运动状况与设计要求一致,前1 000 ms内完成10次快摆快稳的步进扫描,回程用时少于200ms,完成1行扫描的时间充裕。设计的摆镜扫描系统能完成面阵扫描,实现宽幅成像。

基于剪式控制力矩陀螺的低轨卫星垂轨摆扫姿态控制

针对低轨卫星大范围探测,设计了基于剪式控制力矩陀螺的姿态控制系统。按照2种垂轨摆扫姿态机动轨迹,获得姿态机动的期望姿态。使用剪式安装的控制力矩陀螺作为执行机构,给出框架角速率操纵率,避免出现奇异状况,简化了雅克比矩阵。仿真验证了姿控系统对于大范围探测任务的有效性。