基于BP-PID的应急救援机器人步进电机控制算法研究

应急救援机器人的应用能够有效提高应急救援能力,电机作为机器人的核心驱动装置,其控制精度的高低将直接影响机器人性能的优劣。设计BP-PID步进电机控制系统,运用MATLAB/Simulink软件仿真。结果表明,相比于PID控制,BP-PID控制超调量更小、调节时间更短,控制效果更好。

面向应急的振动检测模式研究

针对目前振动检测方法在信息采集、数据分析等方面存在的问题,提出一种基于应急模式的振动检测与故障分析方法。首先在传统检测模式分析的基础上,阐明应急检测模式的概念及特征;然后设计一种基于应急模式的振动检测系统,利用非接触式光学传感技术采集原始振动信号,实现振动信息的免约束采集;最后进行实验研究,结果表明,该方法可以有效解决应急模式下振动信号的采集分析问题,对于推进应急信息化具有较好的应用和推广价值。

一种基于应急模式的旋转机械故障分析方法研究

为提升旋转机械故障分析的智能化水平,提出一种基于应急模式的振动故障分析方法,阐明了应急检测模式的内涵,分析了应急模式下故障预警的策略,采用改进FFT振动频谱分析算法解决了旋转机械故障分析和诊断的问题。研究结果表明,该方法解决了FFT算法频率细分与实时性的矛盾,有效提高了算法的动态特性,为智能化机械故障分析提供了一种有效方法。

具有应急特色和能力的机电专业人才培养模式研究

随着综合国力的增强,设立专门的机构应对全社会的突发事件,对应急管理体系的建设提出了更高要求,使得应急管理的需求不断增加,为了应对这一挑战,党和国家高度重视应急管理事业发展,大力推进应急管理体系建设与现代化,其中国家对具有应急特色的机电专业人才的需求不断扩大,因此,具有应急特色的机电专业人才培养迫在眉睫。当前,我国应急管理教育才刚刚起步,尤其是在培养具有应急特色的机电专业人才方面没有经验。为解决这一紧迫问题,深入分析了目前高校机电专业存在的主要问题,并通过汲取欧美国家高校中应急教育的经验,结合国内学者的相关研究,建立起支撑应急人才建设中关于具有应急特色的机电人才培养体系结构,提出人才培养目标、专业建设、理论与实践教学课程体系等建设性的培养模式,并对我国具有应急特色的机电专业培养目标以及发展趋势进行了深入分析,旨在提高我国具有应急特色的机电专业人才的专业素养,提供完善的人才体系,为国家应急管理事业的蓬勃发展奠定基础。

矿用通风机叶片线激光测量数据优化方法研究

测量模型的提取是矿用通风机叶片几何变形检测的关键,为了提高叶片测量模型的精度,提出一种基于最小二乘准则的线激光测量数据优化方法。首先,利用卡尔曼滤波算法实时处理线激光传感器原始测量数据,提高坐标测量精度,为后续模型构建提供精准数据;然后,采用三次多项式法、三次B样条法、高阶贝塞尔法分别拟合求解三个测量模型,并基于最小二乘准则评价各模型的显著性水平,从而优选出适合通风机叶片几何特征的测量模型;最后,进行了实验研究。结果表明,采用三次B样条函数构建叶片测量模型可以获得最佳的拟合效果,其显著性评价因子最小(小于0.05),本方法通过数据优化有效提高了叶片测量模型的精度,为后续通风机叶片几何评价提供一种有效的技术解决方案。

港口智能搬运机器人调度方案机器仿真研究

智能搬运机器人在港口货物搬运调度中得到了日渐广泛的应用。智能搬运机器人实际功能的发挥有赖于具有智能化特点的调度方案和算法。为保障智能搬运机器人真正有效应用于港口货物搬运实践,有必要对实施调度方案机器仿真研究。本文浅析了港口智能搬运机器人调度和仿真系统需求,探究了港口智能搬运机器人调度方案机器仿真构建,以期为相关研究提供借鉴。

机器人液压旋转关节低速运动机理及实验

针对机器人液压旋转关节的死区和低速爬行,研究其产生机理并进行了实验分析。首先,论述了密封摩擦的机理,计算摆动缸各种密封机构的摩擦力矩,构建低速状态下的摩擦模型;然后,利用数值分析方法对电液位置伺服系统建模,对低速爬行现象进行仿真分析;最后,通过实验对死区和爬行现象进行验证和分析,并观察PID控制对爬行现象的改善作用。仿真和实验结果表明:在密封元件的摩擦下,液压摆动缸存在较大死区,且低速运行时,液压摆动缸出现明显爬行现象,在PID控制器下可良好的改善跟踪响应。

基于模糊自适应PID的应急救援机器人电机控制系统设计

近年来,我国各种自然灾害与事故不断发生,应急救援机器人的出现,为提高应急救援能力提供了新的助力。电机作为应急救援机器人的核心驱动装置,高精度的电机控制尤为重要。以步进电机作为研究对象,设计模糊自适应PID控制器,运用MATLAB/Simulink软件进行仿真实验。结果表明,相比于传统PID电机控制,模糊自适应PID电机控制拥有更好的控制效果,响应时间更快、超调量更小、调节时间更短,抗干扰能力更强。

基于2D激光技术的轴径在线精密测量方法

针对轴径测量方法在精度、可靠性和适应性等方面存在的问题,提出一种基于2D激光测量和全量程标定校准的轴径精密在线测量方法。采用2D激光轮廓传感器同步采集检验剖面的二维坐标数据,基于采集的坐标数据和最小二乘拟合算法求解被测轴的半径,基于最小区域原则优选检验剖面,采用全量程标定校准方法建立轴径测量误差模型,利用误差补偿算法实时补偿系统的非线性误差,提高轴径测量的精度。研究结果表明,该方法测量相对误差小于1%,实现了免拆卸情况下的轴径非接触、在线、高精度测量。

机构副运动及其计算分析

机构自由度计算是机构分析的最基本问题,为清晰准确分析机构输入、输出运动能力特性的构成、转化、综合等关系和过程,科学合理重新定义运动维度表象数、机构输入自由度、机构输出自由度等概念,给出3类副运动基对RR、RP、PP。结果表明,机构只存在一阶输出副运动,以实例证明机构不存在二阶及更高阶输出副运动。

基于Isight平台的橡胶材料超弹模型参数优化

超弹模型及参数的选择对于橡胶制品仿真计算结果的准确性有着重要的影响。对三元乙丙圆柱形橡胶试样进行单轴压缩实验,利用不同的超弹模型对实验值进行拟合,建立与实验条件一致的仿真模型,来判断不同超弹模型计算准确性。基于Isight优化平台,选择序列二次规划(NLPQL)算法对拟合的超弹模型参数进一步优化,利用优化后参数进行仿真计算。结果表明,优化参数仿真计算结果与实验值具有很好的一致性,其能够更准确地描述橡胶材料的超弹特性。

“四位一体”课程思政体系建设研究——基于“材料成型原理”课程

课程思政是实现课程育人的重要途径,能够丰富课程内涵,提高课程质量,赋予知识和能力正确的价值取向。用好课堂教学这个主渠道,满足学生成长发展的需求和期待,将思政教育与专业教学有效融合是高校全面推进课程思政高质量建设的重要途径。针对目前教学中课程思政工作存在的问题,在研究人的观念价值的形成机理和人的主体性的基础上,以“材料成型原理”课程为依托,依据课程教学内容采用不同的教学方式,并充分利用党员学习教育、党建环境建设、多种教学资源等,建立“四位一体”课程思政体系。

基于ABAQUS的W形金属密封环密封性能研究

W形金属密封环作为航空工业中使用的一种重要密封手段,其密封性能不仅影响着航空发动机性能,还对整个动力系统的安全有着至关重要的影响。利用ABAQUS建立W形密封环的数值分析模型,以Von-Mises应力和接触应力来表征其密封性能,分别研究工况环境以及结构参数对W形密封环密封性能的影响规律。研究表明,随着工况温度的升高,Von-Mises应力和接触应力逐渐变小;在一定范围内,随预压缩量的增加,Von-Mises应力和接触应力会随之增大,密封性能愈好;随介质压力的增加,Von-Mises应力呈现先减小后增大,而接触应力逐渐增大;同时,在一定范围内,随W形金属密封环壁厚增加,Von-Mises应力和接触应力随之增大,随着波峰半径增加,Von-Mises应力和接触应力随之减小,而随着波谷半径增加,Von-Mises应力逐渐减小,接触应力会先减小后随之增大。

一种光学非接触式机械故障检测装置设计

针对目前机械故障检测方法存在的约束条件复杂、检测参数单一等问题,提出了一种光学非接触式机械故障检测装置设计方案,详细分析了该装置的硬件结构、检测原理,并设计了关键电路模块。该装置基于STM32核心芯片设计,采用激光三角法和红外测温技术实现振动、位移、温度等多参数的非接触、免约束采集,为智能化机械故障监测预警提供了一种有效技术手段,具有较好的应用和推广价值。

矿山机电设备故障诊断分析与研究

本文主要围绕矿山机电设备故障诊断展开分析,对故障原因、类型和诊断方法等进行说明,提出诊断方法。

橡胶材料黏弹本构关系研究综述

主要从橡胶材料黏弹性能的影响因素、黏弹本构模型及与黏弹本构关系相关的试验3个方面对国内外橡胶材料黏弹本构关系的研究现状进行了系统的总结和分析,并对橡胶材料黏弹本构关系未来的发展方向提出了建议。

旋转设备故障特征提取的研究

旋转设备包括滚动轴承等设备,是工业生产中的核心设备之一,长期工作在重荷、高温等环境下,是故障发生率较高的设备类型。任何微弱故障的发生都可能会对设备的可靠运行与安全生产造成恶劣影响,因此针对旋转设备进行故障诊断研究十分重要。而对旋转设备的振动信号进行分析处理,提取其故障特征是目前对其进行故障诊断的重要途径。首先将故障特征提取方法划分为时域、频域、时频域分析和人工智能几个部分,分别详细阐述了国内外对旋转机械的故障特征提取方法,并对其基本理论与优缺点进行了分析,最后总结了各种故障特征提取方法的优点与局限性,并对故障特征提取领域未来发展趋势进行了展望,旨为研究人员带来新的启发。

基于双速缓冲阀推移系统的压力特性研究

综采工作面液压支架推移系统的定位控制由智能化开采的关键技术支撑,井下高压大流量工况下,现有支架开关换向阀启闭瞬间会引起系统压力流量突变,影响元件寿命以及执行机构运动的精度和平稳性。为此,设计了用于液压支架推移回路的双速缓冲阀结构。首先,展开了对推移系统及双速缓冲阀的理论研究,分析了双速缓冲阀对系统启动、运行过程压力的影响;其次,建立了阀及推移回路的SimulationX模型,仿真分析了关键参数对阀压降以及液压执行系统速度的影响;最后,搭建了模拟实验台,研究了不同供液压力流量下双阀串联推移系统的压力特性。研究结果表明:启用双速缓冲阀后,减小了系统的压力和速度变化幅值,降低了阀前压力波动及其对系统压力的影响;在不同的系统压力、流量下,改善了阀后压力特性,增强了稳态压力抗干扰性;验证了方案的有效性,为井下阀控缸方案及后续阀的优化提供依据。