基于多目标均衡优化的2PRU&1PRS-XY型混联机器人尺度设计方法

面向复杂结构件机器人加工装备设计需求,提出一种2PRU&1PRS-XY型混联机器人。为将该混联机器人应用于高性能机械加工任务,在其工作空间、运动/力传递性以及灵巧度分析的基础上,定义了用于工作全域性能评价的传递稳定性指标与精度差异性指标,提出了一种基于多目标均衡优化思想的尺度设计方法。该方法采用标准化方法简化多参数设计空间,应用响应面法与主成分分析法提高优化求解效率,结合主客观组合赋权法与基于TOPSIS的Pareto前沿法实现多指标综合性能评分。运用所提方法,得到了4种兼顾优化求解效率和多目标均衡优化的尺度参数设计方案,实现了2PRU&1PRS-XY型混联机器人主要尺度参数的优化设计,为设计者提供了具有不同工程设计倾向的多目标均衡决策参考。

月尘微观吸附机理及其防护技术研究现状

月尘防护是未来月面探索中面临的重要难题之一,不同防护效果将对航天器性能产生重要影响,深入开展月尘颗粒在航天器表面的微观吸附行为及其防护技术的研究至关重要。主要从月尘颗粒吸附机理、吸附力测试技术及月尘防护的方法展开综述与展望。首先说明月尘颗粒的物理、化学性质及吸附机理,重点聚焦建立月尘颗粒与基体表面的吸附力解析模型,包括范德华力、静电力、毛细力;其次,利用原子力技术测量月尘颗粒吸附力参数。分析对比目前针对微纳米颗粒吸附问题的主动与被动防护技术。对月尘吸附力测试与月尘防护技术发展等问题的发展趋势进行展望。通过原子力技术开展月尘颗粒吸附力,解决现有其余测试技术产生的弊端,对推进月尘颗粒吸附机理及防护技术的研究具有重要意义。

氢氧化镍超级电容器电极材料储能性能研究

用水热法制备了氢氧化镍超级电容器电极材料,在对它的形貌、充放电电流等进行测试分析的基础上,应用速度反应理论,得到材料的充电电流强度和储能量与材料性质和充电时间等的关系.结果表明:材料的充电电流强度和储能量均随充电时间的增长而非线性地增大,其变化情况与反应物和生成物的化学势以及温度有关.理论与实验结果基本符合.

自润滑复合镀层的摩擦学性能及其强化机理分析

探讨自润滑复合镀层的摩擦学性能及其增强相的摩擦磨损强化机理;分析经具有自润滑性能的石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯及碳纳米管等改性的复合镀层的摩擦学行为;并探讨该类复合镀层的摩擦磨损强化机制。

基于双阀并联控制的压机四角调平系统研究

针对热塑性复合材料压机压制精度低、模具磨损严重等问题,在压机四角调平系统中采用双闭环控制策略,此时,内环的压力控制误差直接影响外环的位置同步控制精度。在大流量工况下,调平系统控制阀的阀口开度增加会导致压力控制误差增大,为进一步改善其综合控制性能,提出双阀并联压力控制方案。使用大通径流量补偿阀与小通径压力控制阀并联替换原有单个控制阀,分别对调平缸无杆腔的流量和压力进行控制,满足大流量工况的同时提高压力控制精度,进而提高位置同步控制精度,并搭建调平缸压力台架进行试验以验证双阀并联控制的有效性。结果表明,双阀控制下的压力误差比单阀减少0.5 MPa以上,且压制速度越大其性能优势更突出,为压机调平系统实现高速高精度同步控制提供有效参考。

基于三端口变换器的混合式电源控制策略研究

结合了超级电容器和蓄电池的混合式电源,能充分发挥超级电容器功率密度大和蓄电池的能量密度大的优点,大幅度提高电源性能,满足电动汽车、光伏等具有脉动性负载的要求。对混合式电源中将超级电容器和蓄电池连接起来的功率变换器进行了研究,用带有双向三端口DC-DC变换器替代了常用的单端口双向DC-DC变换器,并提出了一种适用于双向三端口DC-DC变换器能兼顾电池电性能和系统稳定性的控制策略。在MATLAB仿真环境下,建立了系统仿真模型,对其充放电情况进行仿真,验证了变换器结构和控制策略的有效性。

基于自适应BP神经网络的上证指数预测模型的研究

股市的波动受许多因素的影响,属于非线性问题。对于非线性的问题传统的统计学知识不能很好的应用。本文提出了一种基于Ma TLAB神经网络工具箱的自适应神经网络的上证指数预测模型,自适应神经网络可以根据误差大小自主的调整学习效率,加快收敛速度。在对神经网络训练时,先对学习样本先进行归一化处理,再做BP网络的预测。经过与有动量的BP网络和L-M网络实验对比,结果表明这种方案比其他方案效率高、误差小。

工业机器人磨抛柔性加工系统研究

以水暖卫浴产业工业机器人磨抛加工规模应用为切入点,研究一种采用模块式设计,具有高度自动化和柔性化特点的磨抛加工系统.集机械、电子、气动、PLC、传感器、计算机、现场总线及网络通信等技术于一体,可根据需求选择不同的单元组合成新柔性加工系统.

加速度约束下薄板的路径规划的遗传算法研究

研究了薄板在冲压输送过程中的路径规划的遗传算法,该优化算法充分考虑速度、加速度在运动过程中对柔性薄板件的位移、应力的影响。路径上各点的位置坐标和相应各点的加速度值组成浮点数编码,采用罚函数法处理约束问题,并通过构造适当的适应度函数和对遗传算子的选择等得到优化问题的全局最优解。对某一冲压生产线中的薄板在压机与穿梭小车间的传输路径进行仿真实验,实验结果表明,该算法是有效的。

带边缘斜裂纹橡胶板拉伸试件的虚拟仿真分析

针对橡胶板存在带边缘斜裂纹的断裂问题,利用非线性有限元方法预测出此类裂纹可能的扩展方向。该方法首先应用ansys软件分别计算出倾角为0°,15°,30°和45°时边缘斜裂纹橡胶板拉伸试件的应变能,再利用非线性有限元法对其撕裂能进行分析,最后通过origin软件对撕裂能数据进行拟合,从而得出裂纹尖端沿不同方向撕裂能随初始裂纹方向和拉伸率的变化规律。结果表明,对于边缘斜裂纹,最大撕裂能的方向并不是沿着初始裂纹方向,而是与初始裂纹方向成150°角。由此可以预测裂纹可能的扩展方向。

PID参数整定初探

PID控制方法具有设计灵活、方便实用等优点,但其本身也存在着一些不足之处,例如:稳定性不足、控制精度有限等。为了解决这些不足,学者们提出了不同的系统参数整定方法。文章就主要的参数整定方法进行分类与介绍,最后通过仿真实例论证在线参数整定方法的有效性和相互之间的差异。

汽车电子实践示例驾驶行为识别系统设计

在提倡教研一体化的趋势下,我们设计了一种汽车电子技术课程实验教学与实验室科研项目相结合的方法。本文以设计驾驶员行为识别系统作为教学示例,具体涉及到的基于LabVIEW的数据采集系统设计、芯片应用以及传感器采集电路设计等。该示例通过软件开发与硬件电路设计相结合,完整展示驾驶行为识别系统的开发方法及应用,丰富了汽车电子实践教学内容,以及为工科课堂的实践形式提供一种新的尝试。

AJC重要部件仿真模型的研究

阐述了用三维设计软件CAXA实体设计和商用动力学仿真软件ADAMS联合建立复杂机械系统仿真模型的步骤和注意事项,并应用于AJC重要部件的动力学仿真,对该部件的运动过程采用样条函数对未知控制力矩进行采样,实现了该部件的控制运动,为液压控制作准备,对构建一个可分析的较完整的虚拟样机系统有一定的参考价值。

基于BP神经网络的挖掘机动臂应力预测

针对挖掘机动臂结构优化过程中需要反复调用ANSYS有限元软件,导致应力强度控制难度大、优化过程繁琐且效率低下的问题,提出一种基于BP神经网络预测动臂应力的方法。通过在挖掘机动臂结构优化设计软件中设定截面选取规则,选取应力普查的截面导出截面应力样本,并在MATLAB中运用BP神经网络建立挖掘机动臂应力预测模型。以中小型挖掘机动臂为例,建立基于动臂应力普查的约束,获取应力预测样本,运用建立的神经网络预测模型对动臂应力进行预测。结果表明,网络预测应力值与实验数据吻合且误差小于6.80%,建立的预测模型能提高动臂结构的优化效率。

基于改进小波包阈值降噪的滚动轴承故障分析

具有非平稳特性的滚动轴承振动信号易受到外界噪声干扰,且传统的小波包硬、软阈值函数降噪方法无法根据信号中的噪声干扰情况自适应调节;因此,提出一种基于排列熵的改进小波包阈值降噪方法,并与自适应噪声的完整集成经验模态分解(CEEMDAN)相结合进行故障信号分析;首先,对采集的滚动轴承故障信号进行改进小波包阈值降噪处理,然后将降噪信号进行CEEMDAN处理,分解得到一系列固有模态分量(IMF),根据相关系数选择IMF,并作包络谱分析;最后对滚动轴承实际振动信号的故障分析,证明了此方法的有效性。

智能前大灯系统(AFS)的应用

主要介绍汽车自动弯道照明系统结构、原理。通过在车辆内部增加一套机构实现前照灯的随动转向,使得大灯能够根据夜间行驶道路的弯道情况,随时自动调整弯道照明的光束方向,减少弯道内侧出现的盲区,以便及时发现障碍物和行人,从而增强夜间驾驶的主动安全性。

复合材料缺陷的脉冲热成像有限元模拟研究

针对脉冲红外热成像对复合材料的无损检测能力问题,利用有限元数值分析法模拟了脉冲加热红外成像无损检测过程。建立了"在复合材料上表面施加不同的热流边界条件",而在其下表面施加自然对流换热边界条件的有限元模型,研究了不同复合材料内部缺陷对材料表面温度分布产生的差别,具体研究了脉冲形状、脉冲加热时间、缺陷类型等因素对含有平底孔缺陷复合材料表面温差变化和对比度变化的影响。研究结果表明,缺陷深度越浅且越大,表面温差和对比度会越大;而热流量越大,表面温差越大,但对比度不变。该有限元模拟为研究脉冲加热红外热成像的复合材料缺陷检测提供了数值模型。

基于神经网络和最近邻相似度的动臂实例检索

为了参照已有的设计实例实现工程机械的快速设计,缩短产品的设计周期,提出基于神经网络和最近邻相似度的方案检索策略。先对过去历史的设计实例进行结构性分解,选择适当的属性特征;再运用概率神经网络对实例进行分类,缩小二次检索的范围;最后针对动臂结构参数多、最近邻法的权重系数设置难点,提出专家经验知识和客观数据相结合的方法,计算各个实例与目标实例的相似度,并以一个设计需求进行实例推理验证基于实例推理方法的准确性和有效性。

石墨烯低温热膨胀和声子弛豫时间随温度的变化规律

考虑到原子非简谐振动和电子-声子相互作用,用固体物理理论和方法研究了石墨烯格林艾森参量和低温热膨胀系数以及声子弛豫时间随温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动项对它们的影响.结果表明:1)在低于室温的温度范围内,石墨烯的热膨胀系数为负值,随着温度的升高,其热膨胀系数的绝对值单调增加,室温热膨胀系数为-3.64×10^(-6)K^(-1);2)简谐近似下的格林艾森参量为零.考虑到非简谐项后,格林艾森参量在1.40-1.42之间并随温度升高而缓慢增大,几乎成线性关系,第二非简谐项对格林艾森参量的影响小于第一非简谐项;3)石墨烯声子弛豫时间随着温度的升高而减小,其中,温度很低(T<10 K)时变化很快,此后变化很慢,当温度不太低(T>300 K)时,声子弛豫时间与温度几乎成反比关系.

漂浮基空间机器人的全局鲁棒有限时间轨迹跟踪控制

针对载体位置、姿态均不受控且存在参数不确定和外部扰动的漂浮基空间机器人系统,提出一种全局鲁棒有限时间轨迹跟踪控制方法。结合系统的动量守恒关系,采用第二类拉格朗日方程建立欠驱动形式的系统动力学方程,借助增广变量法提出漂浮基空间机器人系统的全局鲁棒有限时间轨迹跟踪控制方法。采用相关理论证明了系统的全局有限时间稳定性。数值仿真结果表明,该控制方法具有良好的控制效果。