VARIABLE INERTIAL DAMPER AND ITS APPLICATION IN ZERO-DRIVE GEAR HOBBING MACHINE

A variable inertial damper, whose viscous damping coefficient can be adjusted by changing the gap between inertia wheel and motor spindle, is designed in servomechanism of zero-drive hobbing machine and is directly attached on the motor spindle. The mathematical model of servo system with inertial damper is built. By using theoretical analysis and system simulation, it is demonstrated that the variable inertial damper with optimal damping coefficient and moment of inertia should lead to no resonance point in wider frequency range of exciting force. Therefore, its application in zero-drive hobbing machine makes this system not only achieve higher system stiffness to overcome load torque fluctuation, but also gain better stability.

光伏直驱变频多联机在严寒地区的经济性与碳排放量分析

在严寒地区,极端的气候条件和辐照强度的不稳定性给光伏直驱变频多联机的运行带来挑战。通过监测光伏直驱变频多联机在严寒地区近零能耗办公建筑中的运行情况,对实验期间的运行能耗进行分析。结果显示:光伏直驱变频多联机系统在实验期间的运行成本比普通多联机空调系统节省了约55.81%,经济效益显著。光伏直驱变频多联机系统的静态回收期小于10年。在建筑设计寿命20年以内,光伏直驱变频多联机系统的碳排放量比普通多联机空调系统降低了约56.95%,降碳效果明显。

城轨车辆电制动性能优化控制策略研究

针对城市轨道交通车辆启停频繁的特点,为实现精准停车、提升乘坐舒适度、降低损耗、节约能源等目的,文章提出一种异步电机纯电制动至零速停车的控制策略。在车辆运行全速范围内,利用数据与模型双驱动技术预测车辆最大可用减速度;在车辆电制动低速区段,设计减速度控制器针对电机制动转矩指令值进行实时调节;采用离散化闭环全阶转子磁链观测器辨识电机运行频率,从而利用辨识频率值替代速度传感器采集频率值完成停车过程。最终,通过半实物仿真平台和车辆运行试验证明上述研究策略的有效性。

基于拓扑优化的新型蜂窝结构设计

可变体飞行器若要实现机翼后掠角、面积和前后缘弯度等参数的大幅度变化,机翼蒙皮需要具有光滑的气动外形、大变形、高承载以及驱动力小的特点。针对柔性蒙皮的需求,本文利用拓扑优化方法设计了一种新型零泊松比蜂窝结构,通过有限元仿真与U形蜂窝结构和余弦形蜂窝结构进行对比,验证其变形和承载等性能。以最大应变2%为基准,比较了三种蜂窝结构的变形能力。结果表明,新型蜂窝结构的拉伸变形量高达75%,分别是U形蜂窝结构和余弦形蜂窝结构的1.7倍和2.1倍。在最大位移量相同时,所需驱动力分别是U形蜂窝结构和余弦形蜂窝结构的0.51倍和0.28倍,表明新型蜂窝结构具有很大的易变形能力。当蜂窝结构的橡胶蒙皮受到相同压强载荷且处于初始未拉伸状态/拉伸状态时,新型蜂窝结构橡胶蒙皮的最大法向位移量分别是U形蜂窝橡胶蒙皮和余弦形蜂窝橡胶蒙皮的0.4倍/0.56倍和0.29倍/0.42倍,表明新型蜂窝结构具有良好的面外承载能力。另外,通过适当增加壁厚,可以提高新型蜂窝结构本身的抗弯曲能力。分析结果表明,本文设计的新型蜂窝结构具备大变形、高承载以及驱动力小的优点。

汽车零重力座椅的设计分析和发展趋势

零重力座椅不仅是提高乘客舒适度的关键,也是开发高品质汽车座椅、形成汽车座椅市场竞争力的关键技术。从身体与行为两个方面探索了零重力座椅设计的科学标准,并分析了零重力座椅设计的主要原理。通过探索零重力座椅的人性化性能特点,阐述其结构与形态特征。以座位安排和座椅设计为主要标准介绍了汽车零重力座椅的形状尺寸设计。最后针对零重力座椅未来的发展趋势进行了展望,并提出了必须加强汽车零重力座椅驾驶舒适性、生理性、神经网络、人体工程学、人性化等方面的设计。

开绕组异步电机零序电流控制策略

零序电流抑制是共母线和共中线开绕组拓扑应用所必须解决的技术问题,为了探讨虚拟信号重构思想在零序电流控制上的应用,并对比各种虚拟信号重构控制方案间的差异。通过对虚拟三相电流和虚拟两相电流方案进行数学分析,建立了虚拟电流方案的统一数学模型,并依据控制系统频域分析方法,从理论上揭示了各方案间的性能异同。基于三相时延、正交时延、一阶全通滤波器、二阶低通滤波器、二阶全通滤波器以及巴特沃斯滤波器搭配微分的虚拟信号重构方案间具有类似的控制性能,在应用中可以互相替换;而基于二阶广义积分器的方案相较于上述各方案具有更突出的动态响应性能,但会在控制带宽过大时失去稳定。最后,通过共中线开绕组异步电机零序电流的控制对理论分析的正确性进行了验证。

电阻加热系统的安全优化设计

提出了一个完整的电阻加热系统的设计方案,重点分析了加热系统在控制方面存在的一些安全隐患,针对这些隐患从硬件设计角度做出了对应的优化,并通过软件仿真以及实际的模块测试来验证硬件设计方案的可行性和有效性。

零损耗深度限流装置在多晶硅行业节能优化中的应用

电网规模的扩大进一步提高了电网整体短路电流水平,尤其是高耗能的多晶硅行业,需要一种技术成熟、经济、可靠、节能环保的限制短路电流解决方案,确保电力系统设备的安全可靠运行,且满足“节能减排”的“绿色”环保要求及碳达峰和碳中和的两碳目标。本文针对电力系统部分变压器抗短路能力不足、变压器容量大导致短路电流超标问题,从技术成熟度、经济效益、节能效果等角度,分析比较了几种常用的短路电流治理措施和解决方案,提出了一种基于涡流驱动机构的“高速开关技术”和提前预判断的“快速识别技术”,并联深度限流电抗器的零损耗深度限流的节能优化解决方案,弥补了限流电抗器和高阻抗变压器能耗高、噪音大、发热严重等不足。

面向开放场景的交通标志识别方法

基于传统深度学习技术实现的道路交通标志识别系统通常遵从完全数据驱动模式,导致它们在真实世界的开放场景中存在性能不稳定和极大的安全隐患.为缓解该问题,提出一种基于道路交通标志设计标准的语义数据集构建方法,并利用零样本学习机制设计一个通用的具备推理能力和可解释性的道路交通标志识别框架,其能够有效应对实践中面临的道路交通标志的动态更新和类别缺失问题.利用国家道路交通标志制定标准来抽象出所有类别的通用属性,并将这些属性信息作为领域知识注入传统数据驱动模型的训练过程中.在领域知识的帮助下,所提基于零样本学习的交通标志识别方法能够比随机预测和传统深度学习模型更准确地识别出训练阶段未见过的交通标志.在中国交通标志数据库(Chinese traffic sign database,CTSDB)和德国交通标志识别基准数据集(German traffic sign recognition benchmark,GTSRB)上的实验结果表明,采用所提方法进行训练后,语义自编码模型在传统零样本学习的设定下,对于训练阶段未曾见过的交通标志的识别准确率分别比随机预测提升了至少29.96%和24.25%.

基于零电压注入的航空电驱动用永磁电机系统零低速无位置传感器控制

针对航空电驱动系统零低速域高性能无位置传感器控制算法的需求,本文提出了一种基于零电压注入的无位置传感器控制策略。首先,针对传统高频注入法的高频噪声问题,引入随机高频信号代替传统信号,在估计的d轴中激励出与位置相关的响应电流。随后,对传统信号及随机高频信号的噪声产生与抑制机理进行理论分析;进一步分析死区效应对位置观测的影响,在随机高频信号注入基础上,额外注入零电压矢量,并设计死区补偿策略以抑制由死区效应所引起的位置观测误差。最后,通过MATLAB/Simulink验证了所提出无位置传感器控制策略的有效性。本文所提出的算法可实现零低速域的低噪声低谐波无位置传感器控制,对航空电驱动系统控制策略的设计具有参考价值。

纯电动四驱汽车分轴过零控制策略研究

电动车的能量回收涉及电机正负转矩切换、过零,双电机四驱电动汽车前后轴都会过零。转矩控制不佳会造成过零时车辆抖动,为了优化纯电动四驱汽车双电机过零带来的驾驶抖动问题,设计了一种四驱车分轴交替过零控制策略,该策略针对电机转矩正负切换设计一种转矩过零平台,控制过零换向过程。同时使前后电机分轴互补过零,以减少过零次数。通过采用主客观的评价方法,验证该方案有效优化了电动四驱车转矩过零时的驾驶性。

提高零传动滚齿机系统刚度的研究

高速、高精度零传动滚齿机的刀具轴和工件轴直接与电机轴连接,从而避免了齿轮组的回转误差和齿侧间隙等对回转精度和动刚性的影响。但是刀具轴或工件轴的等效转动惯量极小,使得负载转矩波动引起的回转振动很大。在伺服机构中设计一种可调式惯性阻尼器,直接附加在电机转轴上,惯性阻尼器的阻尼系数可以通过惯性轮和电机轴之间的间隙来调整。建立了附加惯性阻尼器的伺服系统的数学模型,并且通过理论分析和系统仿真,验证了可调式惯性阻尼器对于零传动滚齿机系统刚度提高的有效性。

交叉杆并联机床驱动力为零对加工精度影响的分析

研究了交叉杆并联机床驱动力为零对加工精度的影响。根据牛顿—欧拉方程,得到交叉杆并联机床的动力学方程,解得连杆的驱动力,分析了丝杠与螺母之间的间隙对加工精度的影响。研究表明:如果丝杠与螺母之间有间隙,交叉杆并联机床在驱动力为零的位置附近,影响交叉杆并联机床的加工精度;如果预紧丝杠螺母,则不影响并联机床的加工精度,但增加螺旋副的功率消耗和磨损,而且对于经常在驱动力不为零情况下工作的交叉杆并联机床,丝杠螺母的预紧机构是多余的。提出控制一个循环工序的加工时间,使交叉杆并联机床不出现驱动力为零的位置。根据临界加工时间的长短,设置和使用丝杠螺母的预紧机构。

零传动齿轮加工机床关键技术研究

突破传统的齿轮加工机床的结构设计原理,采用电主轴、DDR、DDL技术直接驱动齿轮加工机床的刀具、工作台的回转及直线进给系统,完全取消所有机械传动环节,实现动力源对机床工作部件的直接驱动,即零传动。文章就基于零传动原理对滚齿机的电主轴、DDR、DDL等关键技术作了详细分析和研究,对研究和开发我国高速、高精度零传动齿轮加工机床有重要的理论意义和实用价值。

数控机床直线伺服驱动控制的若干问题与展望

分析了直线电机模型的特殊性及存在的问题,同时还相应地进行了控制算法的计算分析,并对直线电机悬浮力的应用前景进行了展望.直线电机在数控机床应用方面实现了所谓零传动,负载侧的干扰没有受到衰减,宜于采用H∞鲁棒控制方法抑制扰动的影响.为减小或消除摩擦对低速精加工时伺服特性的干扰,采用磁悬浮技术是一个根本的解决方案.直线电机正好集直接驱动、水平推力控制与垂直力磁悬浮控制于一身,是未来数控机床伺服驱动的一个发展方向.

零传动数控滚齿机的精度分析

零传动数控滚齿机去掉了传动用的高精度齿轮副、蜗轮蜗杆副等机械传动元件,其刀具轴和工件轴直接与电机轴连接。本文从滚齿机机床误差和滚齿加工误差等方面对零传动数控滚齿机进行了详细的精度分析,并针对加工过程中可能影响齿轮精度的因素给出相应的措施。

滚齿机及滚齿加工技术的发展趋势

通过对国内、外滚齿机和滚齿加工技术的研究,论述滚齿机和滚齿加工技术正朝着全数控、零传动、高速、高精度、环保化、集成化、智能化及网络化方向发展。

电机驱动用新型谐振直流环节电压源逆变器

为了实现电机控制系统的高功率密度和高性能运行,必须提高逆变器的工作频率以提高功率变换器的效率和增强性能。然而,较高的工作频率会引起严重的电磁干扰和开关损耗从而导致系统整体效率降低。软开关技术被认为是解决上述问题的有效方法,结合软开关技术的优点和脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制的特点,提出了一种新的用于电机驱动系统的谐振直流环节软开关电压源逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的PWM软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关操作。文中阐述了该软开关逆变器拓扑的动作时序和动作模式,并对软开关动作时序的瞬态过渡过程进行了数学分析。对提出的新型软开关逆变器驱动无刷直流电机进行了仿真和实验研究,结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。

滚齿机干切适应性技术的研究

简介了干式滚齿现状,归纳了干切削基本理论及其主要研究内容,重点对滚齿机的几项干切适应性技术进行了讨论并给出了参考解决方案。