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双驱同步控制的误差预补偿算法与试验
卢红, 马芳宁, 范维, 刘琪, 徐一帆
当前状态:  doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190000
摘要(133) HTML(150) PDF 71KB(48)
摘要:
针对双驱进给系统的同步控制,设计了一种新的补偿算法。首先,根据双丝杠工作台的结合部刚度,建立滚珠丝杠运动系统的动力学模型。然后在不同进给速度和工作台位置下,对双驱进给的同步误差进行检测,得到同步误差的多元线性回归模型,利用动力学模型与多元线性回归模型得到双驱同步控制的误差预补偿模型。采用自主研发的双驱进给试验平台进行双驱进给的补偿试验,对比传统的虚拟主轴同步控制策略、主从同步控制策略与本文所提出的误差预补偿控制策略,对双驱进给的速度跟随精度与位置同步精度进行对比分析,试验结果表明,双驱同步控制的误差预补偿策略具有同步精度更高,稳定性更好的优点。
机械动力学
车铣复合加工过程阻尼与切削稳定性研究
郑妍, 唐小卫, 樊铮, 田可心, 陈徐兵
2019, 38(10): 1477-1481.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190019
摘要(15) HTML(14) PDF 863KB(6)
摘要:
车铣复合加工具有一次装夹多工序加工、加工表面温度低及刀具磨损小等优势,非常适用于起落架等复杂回转类零件的加工。加工稳定性分析是进行参数优选、避免加工颤振的有效方法,在低速车铣复合加工过程中,过程阻尼会对稳定性边界产生显著影响。本文中分析了车铣复合加工过程阻尼的产生机理,建立了等效过程阻尼模型;在车铣复合加工动力学方程中引入过程阻尼,实现了考虑过程阻尼的车铣复合加工稳定性预测,得到低速切削区域的精确稳定性边界;并分析了过程阻尼对稳定性边界的影响规律,最后利用车铣加工切削实验验证了本文提出的考虑过程阻尼的稳定性预测模型的正确性。研究结果表明,过程阻尼会提高稳定性边界,且随着切削速度的降低提升作用愈发明显。
可控震源液压伺服阀滑阀流态扰动规律研究
黄志强, 欧倩茹, 代茂林
2019, 38(10): 1482-1489.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190024
摘要(7) HTML(8) PDF 913KB(3)
摘要:
可控震源作为一种高效、环保、安全的勘探装备,已广泛应用于石油天然气勘探。随着地质勘探精度要求的提高,对可控震源输出信号精度的要求越来越高。而由于液压伺服阀滑阀内存在湍流扰动,导致液压系统压力波动,降低了对动作机构的控制精度,影响了输出信号的品质。利用FLUENT软件研究液压伺服阀滑阀内的流态扰动规律,分析表明湍流扰动的增加速率在阀芯刚打开时为最大值,但积累量小扰动不明显,滑阀内部流场呈环向轴对称分布。随着阀口开度逐渐增大,积累量逐渐增加,内部流场达到充分湍流状态。对阀体结构进行优化,结果表明当阀套开孔直径为12 mm时,湍流扰动最小,有利于提高输出信号精度。
非均质材料非牛顿弹流润滑特性及疲劳寿命研究
张玉言, 吴梦实, 张钰哲, 单玉霞
2019, 38(10): 1490-1495.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190159
摘要(5) HTML(3) PDF 862KB(1)
摘要:
滚动轴承的润滑性能及寿命与润滑剂的流变特性及材料的非均质性息息相关。本文在建立非牛顿弹流润滑模型、非均质模型及滚动接触疲劳寿命模型的基础上,考察了滑滚比、润滑剂特征剪应力以及夹杂物体积比对非均质材料润滑性能和疲劳寿命的影响。数值模拟结果表明,夹杂物的存在会引起油膜压力和次表面应力的显著变化,造成疲劳寿命的降低;滑滚比的增加和特征剪应力的增大均会引起最大von Mises应力的增加和疲劳寿命的降低,且相对于含硬夹杂物的材料而言,含软夹杂物的材料的疲劳寿命对滑滚比和特征剪应力的变化更为敏感;夹杂物在材料中所占的体积比越大,非均质材料的疲劳寿命越低。
新型扭转振动工具降粘特性分析及PID控制策略研究
田家林, 周仪, 杨琳
2019, 38(10): 1496-1502.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190010
摘要(9) HTML(8) PDF 836KB(4)
摘要:
在深井和超深井勘探开发过程中,广泛存在着粘滑振动现象,该现象不仅造成机械钻速降低,驱动能量大量浪费;而且还会加速钻具老化和失效,严重威胁钻井安全。为了有效地控制钻柱的粘滑振动,首先提出了一种新型扭转振动工具;其次建立了基于该工具的钻柱系统的理论模型;最后用PID控制方法对新型扭转振动工具的降粘特性进行了研究。结果表明:该工具能够有效地控制钻柱的粘滑振动,两种PID控制方程均能对期望稳态转速进行实时监控,对比两者,U2控制方程具有更快的调节能力和更好的控制性能,且前期无粘滑现象的发生。
高斯过程隐变量模型与多类最优边际分配机在故障诊断中的应用
高阳, 范玉刚, 张朝林
2019, 38(10): 1503-1508.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190015
摘要(9) HTML(7) PDF 825KB(3)
摘要:
轴承的振动信号特征与运行状态之间具有较强的非线性关系,导致在对轴承运行状态特征提取时,选取的高维特征间存在冗余性,因此产生故障诊断模型性能退化的问题。为此提出一种高斯过程隐变量模型(Gaussian process latent variable model,GPLVM)与多类最优边际分配机(Multi-class optimal margin distribution machine,mcODM)相结合的故障诊断方法。该方法首先对振动信号进行完备总体经验模态分解(Complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD),得到信号的高维特征,并采用GPLVM对高维特征进行维数约简,然后利用约简后的特征建立mcODM故障诊断模型。轴承故障检测试验表明,该方法能够有效降低特征间的冗余性,且相较于ELM,mcODM模型能通过优化边际分布获得较高的辨识精度。
水平井爬行器回拉力学模型与分析
胡婷婷, 胡坤, 付必伟, 顾中浩, 闫卓然
2019, 38(10): 1509-1513.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190020
摘要(7) HTML(5) PDF 817KB(2)
摘要:
面对油气开发中水平井井下作业的复杂性,一种输送工具-水平井爬行器已被大部分油田采用,并取得了较好的经济效益。根据爬行器的工作原理,首先建立单根电缆空间位置几何关系以及受力分析,然后再扩展至相连电缆的力学分析,并与爬行器回拉过程力学相结合,得到了地面电缆张力与爬行器缆头张力的表达式,最后通过与实验对比,得到理论计算结果与工程实测数据误差较小,验证了所建立的力学模型的可靠性。
凸形极靴表贴式永磁磁极同步电机性能优化
刘露, 刘坤, 张羽丰, 魏玖存
2019, 38(10): 1514-1518.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190173
摘要(5) HTML(4) PDF 831KB(2)
摘要:
针对表贴式永磁同步电机空载径向气隙磁密波形正弦性差导致电机反电势波形畸变,影响电机输出性能,改良的复杂结构的永磁钢导致加工成本提高的问题,提出一种表贴式矩形永磁钢加装凸形极靴的新型磁极结构。利用有限元软件建立3相18极54槽永磁同步电机,研究极靴参数对永磁同步电机空载径向气隙磁密、空载反电势、齿槽转矩和永磁钢涡流损耗的影响规律,获得最优极靴参数。输出特性对比分析可得,加装极靴的新型磁极电机空载反电势波形正弦性明显提高,齿槽转矩和永磁钢涡流损耗大幅度降低,电机输出性能显著改善。
八轮式爬楼越障机器人设计与仿真分析
魏军英, 杨世强, 王吉岱, 张彦囡, 王鹏
2019, 38(10): 1519-1525.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190014
摘要(10) HTML(8) PDF 867KB(3)
摘要:
以移动机器人为研究对象,提出了一种以多组四杆机构为基础的八轮式爬楼越障机器人,机器人整个悬架结构呈对称式分布且载荷平台为整体式,控制和结构简单、具备承载能力且越障性能高。对机器人进行了整体方案设计、稳定角分析和越障仿真,对越障机构进行运动学分析以及优化得到了优化的轨迹图形,验证了机器人结构的合理性和稳定性,并通过样机实验验证了机器人承载和越障的稳定性,得到了机器人负载、越障高度和爬坡角度等基本性能参数。
单舵轮AGV路径跟踪控制方法的研究
许万, 罗西, 王琪, 李炯
2019, 38(10): 1526-1534.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190021
摘要(4) HTML(3) PDF 915KB(2)
摘要:
针对单舵轮AGV路径跟踪问题,建立了其运动学模型和位姿误差模型,以位姿误差和前馈控制作为输入,以舵轮速度和舵轮偏转角作为输出,设计了单舵轮AGV的路径跟踪控制器。考虑到参考路径在直线与标准圆弧过渡处的曲率突变对单舵轮AGV路径跟踪精度和平稳性的影响,设计了一种基于连续曲率曲线的局部路径规划方法,并应用于路径跟踪控制器中。通过仿真和样机实验,单舵轮AGV在稳定状态左右摆差可达,验证了该控制方法的有效性和可行性。
自适应多分类相关向量机的滚动轴承故障识别
王波, 王志乐, 张青, 张健康, 熊鑫州
2019, 38(10): 1535-1541.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190016
摘要(6) HTML(4) PDF 843KB(2)
摘要:
提出了一种基于自适应相关向量机(Adaptive multiclass relevance vector machines,A-MRVM)的滚动轴承故障识别方法,该方法利用遗传算法对多分类相关向量机核函数参数进行优化,依据故障样本自身特性自适应地选取最优核参数,克服核参数人为选取的不确定性,从而构建基于自适应多分类相关向量机的故障识别模型。将该故障识别模型应用于滚动轴承故障识别中,分别提取滚动轴承振动信号小波包能量及EEMD(Ensemble empirical mode decomposition)能量作为故障特征进行故障识别,并与其它方法进行实验对比研究。实验结果表明,所提方法不仅能有效识别出故障类型,且具有较高的故障识别模型构建效率,验证了所提方法的可行性及优越性。同时,该方法也能对故障类型发生的可能性进行评估,为分析滚动轴承故障类型提供更多的参考信息。
精密制造与加工
连续液面成型工艺中粘附力形成的机理研究
孙玉龙, 王权岱, 郭兵兵, 杨明顺, 肖继明, 李言
2019, 38(10): 1542-1547.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190175
摘要(3) HTML(2) PDF 831KB(1)
摘要:
连续液面成型工艺利用氧阻聚效应,将固化层和基底之间的固-固分离转变为固化层和液态树脂间的固-液分离,显著减小了分离力,提高了工艺的可靠性,然而在剥离瞬间固化层与液态树脂之间的粘附力仍然制约着打印速度及工艺可靠性。通过理论分析、数值模拟和试验测量对粘附力的形成机理进行了系统研究。结果表明:固化层与树脂之间的负压吸力是粘附力形成的主要原因,负压吸力随阻聚区厚度的增加而减小,随着打印截面面积的增加而增大;通过模拟连续液面成型过程,在线测量了不同阻聚区厚度下的粘附力,实验结果与理论分析和数值计算结果吻合较好。
一种机械臂最优时间-冲击轨迹优化算法
陆佳皓, 平雪良
2019, 38(10): 1548-1554.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190012
摘要(3) HTML(3) PDF 839KB(1)
摘要:
针对工业机械臂执行效率以及运动过程中的冲击产生振动、机械磨损的问题,提出了一种机械臂的最优时间-冲击轨迹规划方法,优化机械臂关节运动时间和加加速度(冲击)两个耦合且矛盾的运动性能指标。通过逆运动学可以将机械臂执行的运动轨迹转换为在关节空间中的位置-时间序列,采用5次非均匀B样条函数在关节空间内构造插值曲线,用各阶B样条曲线控制顶点的约束代替机械臂的运动约束,利用NSGA-Ⅱ(Non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对目标函数进行优化。仿真结果表明,采用5次非均匀B样条函数插值,对运动时间和冲击进行优化的运动轨迹,提高了机械臂的执行效率,保证了运动过程中产生较小的冲击,使得机械臂的运动控制性能得到了提高。
单颗磨粒对铣削毛刺碰撞作用的有限元仿真研究
汤强, 周里群, 宋文韬, 李玉平
2019, 38(10): 1555-1560.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190022
摘要(3) HTML(2) PDF 885KB(1)
摘要:
为了分析超声加工过程中磨粒对毛刺的碰撞作用,以2A12铝合金铣削加工中底边切出切削方向毛刺为对象,采用显示动力学有限元分析软件,对单磨粒接触碰撞作用进行仿真研究。分别研究不同碰撞位置、工具头振幅、磨粒形状和粒度因素对碰撞效果的影响。仿真结果表明:随着碰撞位置的增大,毛刺变形程度减小;随着工具头振幅的增加,毛刺剪切断裂效果更好;不同磨粒形状碰撞作用下,球形磨粒效果优于立方体磨粒;随着磨粒粒径的减小,碰撞效果更好。综合仿真结果得到的超声加工较优参数如下:工具头振幅A=0.048 mm、球形磨粒、80#SiC磨粒。
带孔工件的在线智能检测系统
刘正琼, 周文霞, 凌琳, 万鹏, 李学飞
2019, 38(10): 1561-1568.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190026
摘要(2) HTML(2) PDF 890KB(1)
摘要:
针对工业生产中用传统方式对带孔工件检测的误差大、效率低等问题,提出了一种基于机器视觉的带孔工件在线智能检测系统。该系统应用了由粗到精的智能检测网络,采用了改进的霍夫变换算法及连通域标记算法,实现了对工件的孔洞完整性检测、工件制式合格性检测以及核心孔的孔径尺寸测量。通过实验测试,整个检测过程约10 s,最大测量偏差不超过0.5pixel,能准确完成对工件测量合格性的判断,达到了生产线上实时精密、非接触、稳定性高的智能化检测要求。
稀土超磁致伸缩驱动器激励线圈设计与仿真
闫洪波, 高鸿, 郝宏波, 张瞻, 庄福禄
2019, 38(10): 1569-1575.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190025
摘要(3) HTML(2) PDF 850KB(1)
摘要:
激励线圈作为电磁转换构件,主要为GMA提供驱动磁场,调节输入电流大小并控制其输出位移。因此,优化设计激励线圈结构参数、材料选取是提高电磁转换效率和充分发挥GMM特性的关键因素。通过分析GMA的工作原理,将GMM棒中轴线上的磁场强度均匀性作为评价标准和主要设计原则;分析其磁导率选取合适的激励线圈材料并对磁场强度、热损失等重要影响因素进行综合考虑,对激励线圈参数进行优化设计;使用Ansoft Maxwell仿真分析激励线圈的磁路。结果表明磁场分布更均匀,使均匀度提高到98.65%。
仪器、仪表科学与技术
密闭壳体防水透气阀关键结构设计与仿真分析
张娜, 韩飞燕
2019, 38(10): 1576-1581.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190218
摘要(3) HTML(1) PDF 851KB(1)
摘要:
对比膜式防水透气阀与机械式防水透气阀的优缺点,在机械密封理论的基础上对防水透气阀门两个阶段的阻水性和透气性进行阶梯式、曲折式设计,并建立了三维几何模型;利用Ansys仿真软件,分别对2 mm、4 mm、6 mm透气孔径的透气阀进行了流场分析与强度分析。结果表明,该设计能够消耗气体能量、平衡壳体内外压差、阻水排水,并且6 mm孔径的防水透气阀透气性最佳,其不仅可以提升阀门的工作效率,还能满足阀门在工作中的力学性能要求。该迷宫式防水透气阀能够有效地提高电子元件的使用寿命。
CNN和D-S证据理论相结合的齿轮箱复合故障诊断研究
张立智, 井陆阳, 徐卫晓, 谭继文
2019, 38(10): 1582-1588.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190023
摘要(7) HTML(6) PDF 859KB(2)
摘要:
针对齿轮箱复合故障诊断问题,将深度卷积模型(CNN)和D-S证据理论相结合,对多传感器信息进行融合。首先,利用深度卷积模型对多个传感器信息进行自适应特征提取,经softmax进行初步分类。其次,将深度卷积模型的输出结果作为D-S证据理论的输入,计算出基本概率分配,根据Dempster合成法则进行决策融合。为验证此方法对齿轮箱复合故障诊断的有效性,使用BP神经网络与D-S证据理论模型作为对比,并对自适应提取的特征与人工特征进行了主成分分析(PCA)。实验结果表明,利用该方法对齿轮箱复合故障进行实验诊断,准确率达到84.58%。相比单一传感器,正确率提高了7.91%;相比BP神经网络与D-S证据理论模型,正确率提高了6.18%,验证了此方法的有效性。
线性回归与EEMD的滚动轴承剩余寿命预测
高彩霞, 吴彤, 付子义
2019, 38(10): 1589-1597.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190031
摘要(5) HTML(3) PDF 846KB(2)
摘要:
滚动轴承的剩余使用寿命(Remaining useful life,RUL)预测是轴承健康管理的关键一环。然而,对于滚动轴承RUL预测的两个关键问题:开始预测时间点(Start prediction time,SPT)的选择;对于寿命虚假波动的处理。为了解决这两个问题,提出一种基于数据驱动的滚动轴承RUL预测方法。该方法先利用集合经验模态(Ensemble empirical mode decomposition,EEMD)对振动信号进行降噪处理,然后依靠均方根(Root mean square,RMS)梯度来选择SPT点进行RUL预测,最后,在RUL预测的同时,使用线性回归来进行寿命虚假波动修复。为了验证方法的有效性,采用仿真模拟数据,以及真实数据进行了验证。实验结果表明,所提出的方法能够有效选择合适的SPT以及修复寿命虚假波动。
运载工程
独立驱动电动汽车神经网络PID稳定性控制
严运兵, 张振宇, 许小伟, 王维强
2019, 38(10): 1598-1605.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190017
摘要(10) HTML(8) PDF 842KB(5)
摘要:
为提高独立驱动电动汽车在极限工况下的稳定性,提出了基于神经网络PID控制策略的直接横摆力矩决策算法,控制质心侧偏角和横摆角速度并进行转矩分配。基于2自由度车辆模型的线性化特征参数与实际车辆控制目标的偏差,引入动量优化项对神经网络权值进行在线更新,计算出跟踪理想质心侧偏角和横摆角速度所需的直接横摆力矩,通过车辆前后轴动态载荷估计,考虑驱动电机饱和输出力矩和路面限制条件的约束,对各驱动轮进行直接横摆力矩分配。将算法应用于CarSim/Simulink联合仿真模型进行工况仿真实验。结果表明,该方法能够保证车辆在中速情况下于光滑路面紧急转向和紧急移线换道操作稳定性,以及在路面湿滑情况下高速超车快速并线的稳定性。
材料科学
多层材料内衬真空坩埚热损失模型
谷东伟, 张学文, 郭锐, 姜振海, 郭训微
2019, 38(10): 1606-1611.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190011
摘要(5) HTML(3) PDF 863KB(3)
摘要:
目前运载铝液的工业坩埚,在浇铸铝合金零件前需要再次进行加热,从而导致能源浪费、成本增加及铝液改性等问题,为提高铝液热量贮存能力,设计了一种多层材料内衬真空的新型倒锥形坩埚,并进行了数值模拟试验,根据数值计算结果推导出坩埚热损失函数方程。计算结果表明:真空层厚度为29.49 cm时,坩埚热损失率为20%。为了验证坩埚热损失函数的正确性,搭建了坩埚实物模型,试验结果表明,数值模拟计算结果与温度传感器现场采集温度值误差在5%以内,说明数值模拟结果具有较高的可信度。相对于传统坩埚结构,该结构能减少坩埚热量损失达10%以上,满足坩埚无需再次加热的需求。
航空、宇航工程
环形可展天线在轨热-结构分析
贠海亮, 袁鹏飞
2019, 38(10): 1612-1618.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190013
摘要(4) HTML(3) PDF 864KB(1)
摘要:
作为卫星与地球信息通讯的重要部件,天线的性能指标将直接影响通信质量。以环形可展天线为对象,计及空间真实在轨环境,基于斯忒藩-玻尔兹曼热辐射、傅里叶热传导理论建立了相应分析模型,研究了其温度场分布情况;进而利用弹性力学及有限元理论,建立了天线热变形分析模型,研究了温度对天线形面精度和张力分布的影响规律。研究表明:在轨非均匀温度场会使环形可展天线形面精度呈现不同程度的恶化;在某些位置会使张力比明显增大,天线张力分布均匀性变差。
冷态轴对称矢量喷管非矢量状态运动学研究
霍树林, 赵志刚, 闫世洲
2019, 38(10): 1619-1625.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190018
摘要(3) HTML(5) PDF 837KB(1)
摘要:
轴对称矢量喷管是一种机械收扩式推力矢量喷管。首先,应用解析几何法对冷态轴对称矢量喷管非矢量状态进行了A8喉道和A9喷口面运动学精确建模。其次,通过构建三维实体、ADAMS与MATLAB数据交换,对模型进行了动态仿真分析,验证了结构设计的合理性以及所建模型用于控制喷口面积的准确性。研究结果表明:喷口面积绝对误差最大值仅为-3.7 mm2,相对误差均值为-0.045%,说明所建立的数学模型能为轴对称矢量喷管控制及仿真提供准确的理论依据。
高速飞行器网格翼型结构热屈曲及热模态分析
董严, 付小燕
2019, 38(10): 1626-1631.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190029
摘要(2) HTML(2) PDF 838KB(1)
摘要:
翼片结构在高速飞行过程中会承受比较大的气动力和气动热形成的复合载荷。为研究网格翼结构的工作热屈曲和热模态特性,进行了理论分析和有限元计算;得到了结构的热屈曲临界温度、均匀及非均匀温度载荷下的热模态参数;发现网格翼结构的热屈曲临界温度要高于相同外形和材料的实体平板翼结构,且高温下结构材料热物理参数对热模态的影响要大于材料弹性参数,非均匀温度载荷下的网格翼结构热模态固有频率数值与均匀温度载荷下有一定区别。
某型高压压气机12级转子叶尖间隙理论分析与数值模拟
詹江正, 张光, 宋文艳, 黄传兵, 张伟刚
2019, 38(10): 1632-1640.   doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190003
摘要(6) HTML(5) PDF 902KB(5)
摘要:
以某型发动机轴流高压压气机为对象,研究该压气机第12级转子与机匣在运行过程中受温度、气动和离心载荷综合作用下的径向变形。先通过改进预测涡轮叶尖间隙的理论简化模型,来预测该压气机在各工况下叶尖间隙变化规律;再通过三维建模,运用有限元软件ANSYS对压气机各工况进行流-固-热耦合瞬态分析模拟,得到叶尖间隙变化规律,提取间隙变化最大时的各部件径向变形并沿轴向展开。结果表明:两种方法获取的间隙变化规律趋于一致,但理论分析能较快获取规律,而数值模拟结果更加精确,并可以确定叶片顶端最易刮伤的结构位置。研究结果对快速预测叶尖间隙,确定装配间隙和机匣涂层的分布有着重要的参考价值。
Vine Copula模型的失效动态相关机械系统可靠性分析
胡启国, 周松
摘要(1039) PDF 893KB(746)
摘要:
提出机械系统的失效动态相关可靠性可采用动态Vine Copula模型进行描述。采用Vine Copula函数将复杂多失效相关的机械系统可靠性问题转换为对多个二维动态Copula函数进行分析。利用非参数估计算法,提出经验分布函数-局部极大似然两步法估计动态Copula函数中的时变参数,从而建立动态Vine Copula 模型来描述多失效动态相关机械系统的可靠性;并重点对机械系统的串联体系可靠性进行建模与分析,进而对机械系统的可靠度进行求解。最后通过单级减速器系统的算例验证了所述方法的合理性及有效性。
六自由度工业机械臂运动学仿真研究
云洋, 宋华, 徐炳吉
摘要(1044) PDF 1266KB(746)
摘要:
为了解决传统插补方法机械臂运行缓慢的问题,采用一种构造雅可比函数的方式来对目标曲线进行插补,根据目标曲线计算出曲线上每个点的雅可比矩阵,形成雅可比矩阵函数,再将目标曲线拟合成末端速度函数,进而求得机械臂每个关节的角速度函数。实时计算机械臂的雅可比矩阵,根据机械臂末端需要的速度,计算出每个关节的速度,这样就能保证机械臂末端在工作空间每个位置的速度可控,同时使用KUKA KR30-3工业机器人模型对其进行仿真验证并就其在头盔加工方面进行仿真分析。仿真结果表明,在避开机械臂奇异位姿的情况下,根据末端位置函数能够计算出机械臂每个关节角的速度函数,并且能够保证速度的连续性。
杆长误差对水下扩展机构的位置精度影响分析
安徽, 杜向党
摘要(885) PDF 923KB(739)
摘要:
由于杆长制造误差等因素的影响,水下探测基阵的扩展机构在扩展运动时会产生位置误差,导致换能器描点轨迹的偏差,影响探测性能。以某水下扩展机构为研究对象,基于封闭矢量法和误差独立作用原理建立了杆长误差下的水下扩展机构位置精度分析模型,研究了实际扩展过程中8个杆长误差及输入角度误差对水下扩展机构输出位置的误差影响,探索了一种杆长误差下的机构运动学分析方法,提出一种在不同加工精度下换能器描点运动轨迹的描述方法。
双驱进给系统同步误差建模与分析
韩兴, 胡小秋, 胡雨伸, 周义成
摘要(855) PDF 1054KB(738)
摘要:
以数控铣床工作台进给系统为研究对象,通过分析双丝杠进给结构机械特性,并考虑工作台所受摩擦力,建立了同步误差理论模型。利用MATLAB/Simulink模块求解,分析结构参数等因素对同步误差的影响趋势。通过实验测得工作台分别在匀速运动和S形曲线运动下的同步误差,并与理论计算相比较。结果表明:进给系统同步误差是由几何误差导致的扭转角和运动过程中工作台两侧结构参数的不同共同作用产生的,所建的模型对同步误差有较准确的预测。
仿蚕机器人的运动特性分析和仿真研究
孟令森, 吴胜, 王永娟
摘要(900) PDF 997KB(736)
摘要:
以蚕为典型生物进行观察分析,采用拍摄测量的方法,对蚕的身体做了静态测量,对蚕的运动进行了动态测量,对蚕运动速度进行定量分析,获得了蚕的形态规律特点。采用连杆机构建立了蚕的运动模型,提出了仿生机器人模块化结构方案,在ADAMS软件中建立了其虚拟样机模型。通过仿真计算,实现了仿蚕机器人的运动形态,分析了仿蚕机器人运动过程中关节扭矩的变化情况,制作了二维蠕动样机,并进行了试验。