液压机械臂的摆缸关节结构参数优化

以叶片式液压摆动油缸(以下简称摆缸)作为液压机械臂的驱动关节具有诸多优势。以提高机械臂的负重比为目标,对摆缸关节进行了轻量化设计。建立了优化设计数学模型,进行了优化算法及惩罚函数法分析。结合实例对摆缸的各个参数进行了优化,得到了所需转矩为63kN·m,叶片数为2,系统总效率为0.9时的摆缸参数优化结果。对结果进行了分析,得到了所需转矩与摆缸质量的关系曲线,摆缸质量与所需转矩、叶片长度的关系曲面,以及所需转矩与多个优化目标的关系曲线。建立了摆缸三维模型,采用有限元法对优化结果进行了验证,并证实了优化结果的合理性和正确性。

基于51单片机的液压机械臂闭环控制系统设计

针对多关节液压机械臂开环控制精度低的问题,设计了一套基于51单片机控制的液压机械臂闭环控制系统。在上位机图形界面上输入控制数据,经串口通信到51单片机,通过控制电磁阀的导通来驱动机械臂运动;同时单片机可根据光电编码器实时采集的各关节运动角度,进行反馈控制,形成一个闭环控制系统,以减小机械臂运动误差。

采煤机阀控液压缸PID调高系统优化研究

给出了采煤机阀控液压缸PID调高系统的工作原理,基于AMESIM建立了系统仿真模型,在调高目标值为定值和阶段变化情况下,利用遗传算法分别进行了PID参数优化并获得了三组优化值,优化结果表明:在目标值为定值时,优化后的活塞位移响应速度得到提高,响应时间为0. 39s;在目标值阶段变化时,优化后的活塞位移响应速度同样得到提高,响应时间为0. 15s。进一步证明了该方法能够优化出PID参数的较优值,对采煤机阀控液压缸PID调高系统具有指导意义。

面向集配的汽车总装物流模式决策研究

集配是汽车总装物流中减少装配线线边存储、顺畅车间物流,以及提高生产效率的有效途径。为了降低汽车总装物流成本,描述了集配系统中2种不同的物流配送模式;针对2种不同配送模式建立了成本模型并对其进行分析;通过实例研究,得到了某种零件在不同配送模式下最小物流成本变化的趋势,明确了消耗量对物流成本的影响,从而为不同零件、不同消耗量情况下选择合适的配送模式提供理论基础,使集配系统更好地发挥其优势。

用SEM-EDS研究包覆金属镍粒子的碳纳米管在环氧树脂中的分散性

以催化气相沉积法合成的包覆金属镍粒子的碳纳米管为填料,采用超声振荡-溶剂挥发工艺制备了碳纳米管/环氧树脂复合材料,并利用扫描电镜(SEM)对碳纳米管/环氧树脂复合材料的拉伸断面进行观察,结合X射线能谱仪(EDS)研究了碳纳米管在环氧树脂中的分散情况,同时初步探讨了碳纳米管对环氧树脂的增强增韧机理。

高效节能毛坯尺寸优化研究

毛坯尺寸确定不仅是机械加工工艺编制及工序确定的基础和前提,更是切削参数确定的必要条件。为实现机械加工高效节能,研究面向高效节能的毛坯尺寸优化选择。依据加工设备情况及加工要求,以被吃刀量、切削速度和进给量为变量,毛坯加工时间最短和加工能耗最低为目标的多目标模型。运用NSGA-II算法对具体工件加工参数进行优化,并分析结果。传统毛坯尺寸选择主要考虑保证加工要求,文章在设计阶段通过对毛坯尺寸对能耗影响分析,优化选择毛坯尺寸可以节约能耗、提高加工效率。

一种准确鲁棒的宽带信号DOA估计算法

信源的到达角(Direction of Arrive,DOA)信息在许多实际应用领域中具有重要作用,因此对DOA的准确估计是阵列信号处理领域的研究热点。针对传统信号子空间非相干处理方法(Incoherent Signals-subspace Method,ISM)在含有混响的低信噪比环境下对宽带信号进行DOA估计时存在的准确性低的问题,文中提出一种基于ISM算法的改进算法。该算法首先利用离散傅里叶变换将宽带信号分解为若干子频带;其次提出一种构建能量门限的方式,通过该能量门限筛选子频带并保留能量高于该门限的子频带;然后提出一种协方差矩阵重构方法,重构每一个子频带的协方差矩阵,通过TLS-ESPRIT算法估计每一个子频带的DOA参数;最后提出一种加权策略对多个子频带的DOA估计值进行处理,得到最终的DOA估计值。实验结果表明,该算法可以有效地提高宽带信号DOA的准确性,并且具有较好的鲁棒性。

履带车辆行走机构设计与球铰应力分析

针对重型履带车辆转弯过程中履带受到较大的侧向力而影响行走机构安全的问题,设计了履带车辆的行走机构并对连接球铰进行了应力分析。根据经验公式分析了侧向力对行走机构的影响机理,建立了球铰的三维有限元分析模型,模拟了侧向力对球铰刚度的影响规律,研究了不同的球胆厚度对球铰刚度的影响,并对球铰的疲劳寿命进行了预测,发现了易出现失效的位置。研究表明:球胆厚度的变化对球铰外接触面的应力影响较大;侧向力对球胆外侧接触对的滑移影响较大,而对球胆内侧接触对的滑移影响较小,研究结果为以后球铰的生产加工和结构优化提供理论依据和技术支撑。

面向卷烟生产调度的集成产能过滤算法与仿真技术的优化框架

针对卷烟生产流程复杂、约束繁多和动态调度等特点,提出一种集成产能过滤算法与仿真技术应用的优化框架,并将该框架成功应用于实际卷烟生产系统中。该框架根据车间基于无限产能的日产出计划,充分考虑在制品堆积及车间有限产能,提出使用产能过滤算法(CFA)对整个生产过程进行产能平衡,获得车间最优订单发布计划;将订单发布计划作为生产系统仿真分析模型的输入,对比分析不同的动态调度策略并选择最优策略实施产线动态调度;最后,通过卷烟车间生产实例验证了该框架的高效性。

有轨电车动力系统设计及参数优化

基于燃料电池有轨电车的整车工况,设计了“燃料电池+动力电池”的动力系统结构。以燃料电池功率和动力电池单体并联数量作为优化参数,设计了联合优化算法结构。采用庞特里亚金极小值原理分配燃料电池和动力电池功率,确定燃料电池功率和动力电池容量参数组合可行区域,并解决在不同参数组合条件下最优状态初值的选取问题,得到了成本最小的最佳参数组合并作为参数优化结果。研究结果表明:随着燃料电池功率逐渐增加,燃料电池工作点移动到高效率区域,同时燃料电池最大效率点在约为占总功率的18%上,参数优化结果为今后的工程化设计提供技术支撑。

二阶同步提取Chirplet变换及应用于变转速滚动轴承故障诊断

为提高同步提取变换(SET)对含噪信号或强调幅-调频(AM-FM)信号的分析效果,分析SET框架。对比基于短时傅里叶变换(STFT)与Chirplet变换(CT)的SET算法,CT比STFT的信号适应性更好,时频分析结果具有更高的能量聚集性。基于Chirplet变换和SET框架推导出同步提取Chirplet变换(SECT)公式。为进一步提高SECT在时频面的时频分析能力,利用相位二阶偏导数获得更加准确的瞬时频率估计;提出二阶同步提取Chirplet变换(SECT2),以获得高分辨率的时频表达。通过分析数值仿真信号、蝙蝠信号以及试验台轴承故障数据,验证了所提方法的有效性。

一种面向能量优化的毛坯尺寸选择方法

毛坯尺寸选择是切削参数确定的前提和基础,合理确定毛坯尺寸是机械加工过程中极为重要和关键的一环。为实现毛坯尺寸的优化选择,建立了面向能量优化的毛坯尺寸决策模型。该模型以加工过程能量消耗最少为目标,以被吃刀量、切削速度和进给量为优化变量。并使用一维搜索算法与标准遗传算法的混合算法对模型进行验证,算例结果表明该方法可以有效选择毛坯尺寸,并对优化结果进行分析。