可调足式机器人腿部机构设计

为实现腿部机构足端轨迹多样化以增强足式机器人地面适应性,同时提高其运动稳定性,课题组基于曲柄摇杆和曲柄滑块机构设计了一种可调整足式机器人腿部机构。采用解析法对该机构进行了运动学分析,建立了以理想的足端轨迹为设计要求的单目标优化模型,考虑了腿部机构运动过程中的平稳性,引入了速度波动指标,以轨迹-速度为设计目标,采用NSGA-Ⅱ多目标优化方法对机构进行优化,对优化结果进行了对比分析;基于多目标优化结果建立了腿部机构的足端轨迹库,并进行腿部机构多步态分析;以该腿部机构构建4足机器人三维模型,运用ADAMS对整机进行运动仿真。研究结果表明:多目标优化比单目标优化的轨迹误差增大了0.16%,而速度波动降低了5.84%;多目标优化与已有相关研究相比,速度波动幅值降低了25.44 mm/s。4足机器人三维模型仿真结果验证了可调整腿部机构的设计具有可行性。

基于GA-BP神经网络的转子轴承系统轴承等效刚度辨识

针对转子-轴承系统的力学模型中轴承等效刚度难以确定的问题,提出了基于GA-BP代理模型的转子系统轴承参数辨识的方法。首先,建立转子-轴承系统有限元模型并进行模型的静态和动态验证;其次,搭建试验台进行模态锤击试验,得到其前四阶弯曲固有频率;最后,基于转子系统仿真模型生成GA-BP神经网络代理模型完成轴承等效刚度的辨识并做误差分析。结果表明,采用该方法可有效的识别轴承的等效刚度,并且GA-BP神经网络的识别效果优于传统的BP神经网络,其最大误差为1.52%,证明了该方法的可行性。

IE专业生产线与物流综合实验教学创新模式探讨

本文对武汉科技大学工业工程专业生产线与物流综合实验教学模式进行了探讨。在实验过程中，注重增强学生自身在实验中的主体意识，引导学生在基本实验方案基础上，对实验方案进行再规划，对实验过程进行自组织，从而达到巩固理论知识，提高学生的动手能力、分析解决问题能力和生产组织管理能力的目的。

溜井扫描探头升降速度控制研究

针对溜井全景扫描仪因扫描探头升降速度不稳定导致的图像模糊、变形和不连续等问题,在分析全景扫描仪升降装置结构的基础上,建立了扫描探头升降速度与转筒角速度之间的关系模型,以此作为设定转筒角速度曲线的理论依据,并采用防积分饱和的闭环PI控制方法实现扫描探头升降速度的恒定控制。实验及应用结果表明,该扫描探头升降速度控制方案实现了扫描探头恒速升降,所得图像清晰,无变形。

基于CPLD的双CPU冗余通信控制系统研究

在通信系统的数据传输过程中易出现部件失效、总线冲突以及噪声干扰等问题,针对这一情况,构建了基于CPLD的双CPU冗余通信系统,采用CPLD作为仲裁模块,实时监测两个CPU的运行状态,及时做出准确的逻辑判断,实现双CPU之间的总线切换。此外,CPLD外接一个SRAM作为双CPU之间工作信息的存储器,保证信息数据传输的实时性和高效性,以提高通信系统的可靠性,而且系统采用双以太网和双RS 422组成的交互通信冗余网络,利用冗余技术进一步提高了整个系统的可靠性。该技术能有效保障通信系统持续稳定地运行,在各个领域的通信系统中都有非常大的应用价值。

基于机器视觉的凸轮轴盖夹具定位控制系统设计

现有凸轮轴盖毛刺清理设备采用固定夹具,难以解决压铸工件不一致性带来的夹持稳定性问题。为此开展基于机器视觉的凸轮轴盖夹具定位控制系统设计。搭建机器视觉测量平台,进行凸轮轴盖孔径测量的图像处理算法设计;结合三坐标测量仪补偿测量误差,开发视觉测量系统,实现凸轮轴盖孔径的精确测量;与下位机STM32电机控制程序联动,完成夹具定位的自动调整。结果表明:所设计的控制系统自动化程度高、适应性强,提高了毛刺清理设备的柔性。

基于DRL的离散生产线动态感知决策

通过在离散生产线上应用RFID(radio frequency identification, RFID)技术用以实现产线动态感知功能,研究基于深度强化学习(deep reinforcement learning, DRL)算法的生产线动态感知决策方法。对于具有离散生产作业的多机生产线,提出利用数据采集量(DCV)和数据采集水平(QCL)两类性能指标对产线智能化程度进行精准量化,建立基于马尔可夫链的生产线动作性能评估模型和基于马尔可夫决策过程的生产线动态感知决策模型。利用DRL算法对问题进行近似求解,获得了有效的生产线动态感知策略。实验结果表明,所提出的生产线动态感知决策模型可以有效地帮助企业选择与生产内容高度匹配的RFID硬件和合理有效的硬件安装位置,提高生产线的数据采集能力,打造智能产线样板。

工字形流道液冷板式换热器用于电池热管理的数值研究

为解决动力电池工作过程中温度过高的问题,本文基于结构理论提出了一种双层工字形流道液冷板。通过充放电实验建立电池的产热模型,然后利用FLUENT软件建立液冷板的计算流体力学模型。通过正交试验设计研究3个结构参数(长度比、宽度比和流道厚度)对温度和压降的影响,得出最佳组合方案:长度比为0.70、宽度比为0.85、流道厚度为2.5 mm。此外,讨论不同入口速度对液冷板性能的影响。最后,将工字形流道与蛇形流道在相同传热面积和入口速度的条件下进行综合性能对比。结果表明:随着流速的增加,液冷板的最高温度下降了17.493 2 K,表面温度标准差下降了63.4%,最大压力增加了726.789 Pa。工字形流道液冷板的最高温度比蛇形流道液冷板降低了1.333 0 K,表面温度标准差降低了1.386 5 K,压降相比于蛇形流道降低了24.38%。

基于响应面法的地震仪调整平台结构优化

为便于实现地震仪调整平台的无人化安装及其水平度的调节,课题组采用响应面法对调整平台进行结构轻量化的设计。在对地震仪调整平台进行静力学分析以及结构参数化基础上,借助参数敏感度分析获得影响其质量、最大等效应力和最大位移形变的关键参数;利用二次多项式响应面法对调整平台进行相关响应面拟合;并采用MOGA遗传算法全局寻优;对优化前后的调整平台各指标进行对比分析。结果表明:优化后最大等效应力降低41%、薄弱方向的最大位移形变下降5.6%,同时质量降低了12.8%。该响应面优化设计不仅达到轻量化的效果,又提升了装置刚度和强度。

轧机压下大型伺服液压缸测试系统动摩擦力测试研究

轧机伺服液压缸过大的摩擦力对液压AGC系统的性能有很大的影响,因此必须定期检测伺服液压缸的摩擦力特性。该文中伺服液压缸的活塞做往复运动,通过测试中测得伺服液压缸两腔的压力和活塞位移而得到的力——位移曲线滞环的大小来得出伺服液压缸动摩擦力。用类似的方法对伺服液压缸的加载机架进行往复变形的瞬态响应分析,得到其对该动摩擦力测试结果的影响。

子模型技术在精轧机机架强度分析中的应用

采用有限元方法对热轧精轧机机架进行应力分析。通过子模型技术对机架上横梁压下螺母孔顶部过渡圆弧处应力最大的部位进行精确计算,比较了整体模型和子模型计算结果差异,结果表明子模型方法更适合于机架应力集中处强度分析的精确计算。

大型轧机伺服液压缸动态特性测试方法研究

分析目前伺服液压缸动态特性测试方法的研究现状,提出一种新的大型轧机伺服油缸动态特性测试方法,阐明了液压系统的组成和测试方法,介绍了计算机辅助测试软件及其流程。该测试方法已在为某钢铁公司研制的试验台中得以实现。

基于APFIGA的全方位机器人多障碍区路径规划研究

为解决机器人在多障碍区的路径规划问题，提出了一种基于由遗传算法改进的人工势场法（APFIGA）的全方位移动操作机器人路径规划方法。该规划方法通过在可穿越的障碍区添加障碍物穿越系数来鼓励机器人走捷径，进而提高其路径优化能力；利用当前点邻域内势场强度信息，结合遗传算法确定全方位移动操作机器人的运动方向及速度，并引入机器人速度及移动障碍物速度的影响，得出势场强度下降最快的路径，提高方法的动态环境规划能力。该方法能克服机器人在障碍物附近易于抖动的现象，通过在斥力势中添加与目标距离成正比的系数项解决目标不可达问题，并利用填平势场跳出局部极小。仿真与实物实验结果验证了所提出路径规划方法的正确性和有效性。

大型轧机伺服缸启动摩擦力测试方法研究

通过分析目前伺服缸启动摩擦力测试方法的研究现状,提出了一种新的大型轧机伺服缸启动摩擦力测试方法,介绍了系统的组成和测试原理,并在为某钢铁公司研制的试验台中予以实现。

基于物联网的供应链管理应用研究

物联网是一种将RFID技术与互联网相结合的新兴技术。本文在介绍物联网的内涵和主要技术的基础上,通过分析物联网对企业供应链管理各个层面的影响,以企业物流模块为例,研究了物联网在企业的实际应用。

BF-850B立式高速数控机床精度检测及误差补偿研究

机床在加工的过程中会因为物理变形和热变形,使得加工零件的精度难以保证,因此必须对运动中的影响机床精度的误差源进行误差分析及实时补偿。利用激光干涉仪和球杆仪对数控机床定位精度进行检测,并建立了关于机床变形的检测数据的数学模型,确定了定位误差补偿方法,同时以具体的数控机床为例进行了定位精度检测与误差补偿,最后对补偿效果进行了分析。结果表明:该定位误差检测及补偿方法具有可行性与实用性,使数控机床的定位精度得到了显著的提高。

钢铁绿色制造系统物料资源与环境影响关联模型研究

物料资源是钢铁制造系统产生环境影响的根源,揭示钢铁制造系统物料资源输入和环境排放之间的关联性是钢铁企业实施绿色制造的重要技术基础。建立钢铁制造过程输入输出框架模型,提出一种对钢铁制造过程物料资源消耗和环境排放进行关联性分析的方法。通过某炼钢工艺过程的应用实例,验证了上述模型和方法的有效性和可行性。

轧机压下大型伺服液压缸测试系统加载机架有限元模态分析

轧机压下大型伺服液压缸性能测试系统中,加载机架是重要设备之一,起到加载和安装伺服液压缸及其它辅件的作用。轧机伺服液压缸动态性能测试过程中机架不能对测试结果造成影响。采用有限元的方法对加载机架进行分析,先建立闭式机架的有限元模型,然后通过ANSYS软件对其进行模态分析,得到机架前8阶模态的振型和固有频率,从理论上验证了机架在系统动态频率测试中不会发生共振。

连续热镀锌生产线中锌层重量影响因素模拟与优化

针对锌层重量控制过程中存在非线性和多变量的对象特性,提出一种基于正交试验设计、数值模拟及响应面法的锌层重量控制影响因素模拟与优化分析新方法。以单面镀锌层重量在100~400 g/m2之间的热镀锌生产过程为研究对象,采用试验设计(DOE)和现场数据采集方法获取实验样本数据,运用极差分析得到各因素对响应指标的主次顺序。根据实验结果推导出线性回归公式,并采用含交互作用列的正交试验对模型进行优化,以修正实验结果。结果表明:拟合得到的二次回归方程模型的复相关系数为R2=0. 997 6,P<0. 000 1。根据实验结果得出影响锌层重量变化的主次因素关系顺序是:吹气压力、带钢速度、吹气压力与带钢速度的交互作用、喷嘴距离、喷嘴缝隙、吹气压力与喷嘴距离的交互作用。

基于ABAQUS的耐火材料细观损伤本构模型的开发与实现

针对耐火材料复杂的非线性力学行为及其损伤机制,在细观力学基础上提出了基于界面相模型的耐火材料细观损伤力学模型,利用ABAQUS软件的二次开发平台,开发了该本构关系的子程序。利用该本构模型,对镁碳质耐火材料的受压试验进行了数值模拟。结果表明,运用该本构模型对耐火材料的非线性损伤力学行为进行模拟,与试验结果能够较好地吻合。