大型复杂成套装备是国家的战略产业,是许多重大工程建设的基础。大型复杂成套装备建模与设计基础理论与关键共性技术研究是提高我国成套装备及关键机组自主设计制造能力的关键。本研究以复杂空气分离成套装备为例,分析了复杂成套装备超大型与低能耗的发展趋势,凝练了复杂成套装备建模与设计需要解决的关键科学问题,阐述了大型成套装备中动力学非...
针对复杂曲面加工的高尺寸精度和高表面质量的要求,基于五轴超精密复杂曲面研抛设备,依据Preston理论,从工件与研抛工具头在工作过程中的相对速度入手,推导出了复杂曲面加工的去除函数模型;根据复杂曲面上每一研抛点的去除量要求,推导出了加工的进给模型;进而根据相邻两点的位置关系,得出了复杂曲面加工过程中的残差,根据残差验证了数控研抛加工...
针对在给定的设计要求下,确定移动副驱动的Delta机构的最优结构参数的问题,对该机构的约束方程、位置正解反解、工作空间、机构的雅克比矩阵等方面进行了研究。在机构的结构分析的基础上,采用了解析法和搜索法对工作空间进行了研究,并取工作空间的内切圆柱体作为设计空间,推导出了工作空间的度量参数与结构参数的关系。然后通过支链矢量图推导出...
针对电梯曳引钢丝绳内部受力及寿命问题,对电梯曳引钢丝绳1×19结构和8×19结构进行了力学研究。首先考虑单股钢丝绳受力情况并得到钢丝的应变;并分析了整根钢丝绳的力学性能,在Matlab/Simulink中通过求解力学方程建立模型,计算了电梯钢丝绳内部应力,分析了单股各层钢丝半径对其接触应力的影响,同时进行了钢丝绳拉伸及拆股实验来间接验证其受力情...
针对引线键合劈刀悬伸长度对声学系统谐振频率及劈刀刀尖振幅的影响等问题,推导出了换能器与变幅杆整体频率方程,建立了超声引线键合声学系统的有限元模型,开展了有限元模态分析,通过改变劈刀相对偏移量,得到了不同相对偏移量下对应的声学系统振动模态图、谐振频率和劈刀刀尖振幅,从而得到了相对偏移量与声学系统谐振频率及劈刀刀尖振幅的散点图...
针对火车车轮辐板裂纹涡流检测中的变提离问题,设计了新型探头结构,可在保证抑制提离效应且高信噪比的前提下提高探头的灵敏度,以实现对粗糙表面裂纹的准确检测。提出了一种小体积的适用于辐板裂纹检测的并肩型探头结构,并基于场路耦合模型对探头进行了有限元分析,计算了探头磁场分布情况。通过实验测量了不同探头在不同提离下的线圈电压,对所提...
针对多层弯曲型导电聚合物驱动器的建模和动态精确控制问题,通过搭建实验系统对其进行了自适应滑模控制研究,通过系统在线辨识方法获取驱动器系统模型参数,建立了具有动态参数的线性系统传递函数的机电模型。采用自适应滑模控制方法补偿了驱动器模型的不确定性与未建模动态的影响,基于二阶线性系统模型,提出了滑模变结构控制方法实现对驱动器弯...
针对离心泵空化状态识别难的问题,对离心泵空化前后进、出口的压力、振动和水声信号进行了研究。设计并搭建了双离心泵综合试验平台,构建了信号检测与采集系统,利用Lab VIEW工具开发了状态监测系统。在保持离心泵流量恒定的前提下,通过调节进出口阀门开度,控制其扬程变化,完成了空化模拟试验。试验中,分别测取了机组3种工况下的流量、转速和进出...
针对小流量工况下低比转速离心泵内部流动特性问题,通过运用计算流体力学软件FLUENT,并采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对离心泵内部流场进行了数值模拟。采用3种不同网格数对离心泵模型进行了网格无关性分析以验证提高数值计算的准确性。沿进水管道至其进口端设置了监测点,分析了周向速度和轴向速度,得出了不同工况下发生回流的位置,分析比较...
针对割草机器人在固定工作区域内移动时所涉及到的边界识别问题,开展了基于电磁感应的边界识别技术的研究。介绍了割草机器人的硬件架构,分析了涡流检测的基本原理,在此基础上对基于电磁感应的边界识别方法进行了理论分析,由此提出了基于电磁感应的割草机器人边界技术。在室外草坪中围建的工作区域内,对所提出的割草机器人边界识别技术进行了实...
针对中小型燃气轮机试验台主设备基架结构设计可行性和螺栓连接结合面钢化模型适用范围等问题,对不带箱装体燃气轮机机组、带箱装体燃气轮机机组以及水力测功器机组载重状态下基架结构动力学特性等方面进行了有限元分析,对机组载重状态以及螺栓连接结合面的处理方法进行了归纳,提出了将质量单元法应用到机组载重状态的模拟中以及将弹簧单元法和...
针对现今叶片型面检测方法存在检测效率低、受人为主观判断影响大以及接触式测量易磨损测头与工件表面的问题,提出了一种沿叶片截面轮廓线的法线方向的激光扫描检测方式。通过改进的凸包算法有效划分了叶片理论点,实现分段拟合理论点,提高了叶片理论轮廓线的拟合精度,从而准确规划了激光测头的运动路径;采用四坐标检测系统,实现了激光测头的轴线...
为了解三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统的动态特性,为以后的设计工作提供理论依据,对三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统的滑移销、叉杆臂和钢球等关键部件进行了研究。运用ADAMS软件对三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统建立了动力学仿真模型,并对其分别进行了无摩擦和有摩擦条件下的动力学仿真,得到了关键部件的受力曲线图和摩...
针对热轧带钢平整后板材出现横折和浪形缺陷等问题,对原平整机组液压压下系统的控制原理进行了研究,对控制系统各组成部分的主要功能和控制方式等方面进行了分析,找到了板材质量问题的关键因素。提出了平整分卷机组液压控制系统进行自动化改造的方法,将原继电控制方式改为西门子PLC运算控制方式,分析了基于压下力控制模型的建模方法,介绍了液压...
针对含超声电机的二元翼段颤振主动控制系统的状态响应以及各传感器信号反馈输入的监测与控制问题,对DSP的SCI模块和中断服务设置进行了研究,设计了基于RS-232通信协议和Matlab图形用户界面技术的串口通信数据监控界面。通过设置DSP控制器的SCI模块,把DSP控制器的SCI模块接口与PC机的串行口连接起来,成功地解决了控制系统中微处理器与PC间的通信...
针对开关磁阻电动机具有很强的多变量耦合及非线性,其转矩特性的获取以及转矩的数学模型的建立均十分困难的问题,对如何获得开关磁阻电动机的转矩特性以及如何建立其转矩的数学模型进行了研究。提出了一种基于暂态电流和稳态电流的转矩检测实验方法,对一台4相8/6极开关磁阻电动机进行了转矩检测实验;与此同时,基于转矩检测实验数据,采用曲线拟合...
针对磁悬浮微驱动器的实时精确控制问题,对新型绕组式磁悬浮微驱动器的结构与工作原理进行了研究,对磁悬浮微驱动器中的磁场分布进行了理论分析,提出了一种基于FPGA的磁悬浮微驱动器悬浮系统的运动模型以及PID控制系统,并通过Matlab仿真实验验证了该数学模型。完成了系统的硬件控制电路及相应的软件设计,搭建了基于FPGA的磁悬浮微驱动器悬浮控制...
针对工程车辆自动变速器的循环换挡问题,对发动机非稳态工况进行了动力性分析,对工程车辆自动变速器双参数（车速和油门开度）、三参数（车速,油门开度,加速度）的换挡规律进行了研究,提出了一种增加油门开度快速变化率的双模糊四参数换挡控制策略。建立了基于Matlab/Simulink/Stateflow的新型四参数模糊控制仿真模型,通过与三参数仿真结果的对...
针对络筒机中纱线张力存在随机性和不稳定性的等问题,将一种基于修正因子的线性插值模糊控制器应用到纱线张力控制系统中。开展了纱线张力控制系统、模糊控制系统和线性插值算法的分析,建立了模糊控制系统和线性插值之间的关系,提出了针对纱线张力控制系统应用线性插值模糊控制的方法。应用Matlab对此方法在纱线张力控制系统上进行了仿真试验,并...
针对电动汽车充电负荷具有随机性、间歇性的特点,对电动汽车用户充电行为的数据进行了统计,建立电动汽车功率需求模型,并通过蒙特卡洛模拟法计算出了电动汽车充电负荷功率需求的期望与标准差。针对电动汽车负荷随机接入IEEE33节点配电系统,利用Matlab软件编程并进行了概率潮流计算,采用前推回代法计算出了各节点电压、电流、支路功率的期望、方...
针对传统的基于FFT的谐波测量方法在用于测量电力网络信号,尤其是非稳态周期信号等时变信号时存在着较大误差的问题,采用了一种在时域插值的方法对非同步采样序列进行同步化,首先利用过零检测来确定信号的实际频率,根据实际频率确定了理想采样间隔并重新定位了理想采样序列的采样位置。再对理想采样点周围的实际采样值采用Hermite插值算法得到了...
针对光伏发电系统输出电能随机性对电力系统的影响问题,对光伏输出功率预测方法进行了研究,提出了基于遗传算法优化BP神经网络的光伏预测模型。对光伏发电系统的历史发电量数据和气象数据进行了数学归纳,分析了天气类型、温度、太阳辐射强度等因素对光伏发电功率的影响。建立了基于遗传算法优化的神经网络光伏发电预测模型,提前一天进行了功率预...
为了解决网眼织物在织造过程中的实时检测问题,提出了一种基于频域滤波和区域生长法的瑕疵区域自适应分割方法。通过分析傅里叶变换后的功率谱获得网眼织物纱线分布特征后,通过设计滤波器自动滤除了与织物纹理背景相关的频率成分以削弱织物自身纱线分布结构对瑕疵检测精度的干扰。利用滤波后图像的灰度分布特点自适应地求取了分割参数,并使用区...
为了提高电动汽车驱动控制系统的研发效率、降低测试成本,基于V模式开发流程,利用NI CompactRIO嵌入式控制系统设计了电动汽车驱动控制系统的快速控制原型—整车驱动力cRIO控制器。通过搭建的后轮独立驱动电动汽车试验平台进行了驱动控制系统快速控制原型测试,验证了试验车辆的动力性及电子差速控制的有效性。研究结果表明,快速控制原型测试使得...
针对移动机器人在摄像机标定过程中所行驶的运动轨迹计算问题,对摄像机标定的世界坐标系、摄像机坐标系与图像物理坐标系、经典针孔成像模型、标定基本原理、三维重建的SFM思想,以及运动轨迹计算方法进行了研究。首先分析了在摄像机标定过程中的4个常用坐标系之间的转换关系和摄像机模型;其次在摄像机标定中,介绍了基本投影几何、透镜畸变以及基...
福州大学“光学与太赫兹及无损检测实验室”隶属福州大学机械工程及自动化学院，是由福建省高层次引进创业创新人才（“福建省百人计划”）特聘专家钟舜聪教授于2010年回国后创建。经过5年的建设，实验室已拥有3名核心教授、3名兼职／客座教授、6名骨干教师的年轻国际化创新团队。团队成员近年来在Nature Physics，NanoLetters、Optics Express...
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