将速度收敛算法应用于仿鱼机器人自主游动的数值模拟研究中,以鱼体静止为初始条件,通过检验游动过程中的作用力动态修正游动速度,使其收敛到稳态值,进一步在收敛速度的基础上,研究尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响,揭示其推进机理和流场结构。计算结果表明,改变尾鳍运动的相位差和最大击水角度,采用速度收敛算法可以有效地预测仿鱼机...
串联操作臂的性能不但与拓扑结构,而且与尺度参数密切相关,在研究拓扑选型时有必要考虑尺度参数对其运动学性能的影响。提出一种包含拓扑结构和尺度参数的6R串联操作臂构型优选方法。通过枚举相邻关节轴线的可能组合得到6种构型,构造出一种位于中间轴线连体坐标系下的速度雅可比矩阵通用算法,并对上述各种拓扑构型分别构造包含结构参数的雅可比...
基于一种过约束伸缩机构,设计一种单自由度的概率翻转移动连杆机构。通过分析机构的移动原理得出该机构具有两种运动步态,即定向步态和概率步态。定向步态的机构移动有确定的方向;概率步态的机构移动有两个可能方向,此随机过程在理想条件下符合伯努利概率分布。针对机构的移动特性和移动路径,提出使其在平面内任意运动的控制方法。建立移动机构...
[PP]S类并联机构可实现1移动自由度和2转动自由度,具有广泛的应用前景。2-PRS-PRRU并联机构属于[PP]S类并联机构。运用螺旋理论分析2-PRS-PRRU并联机构的自由度特性,确定动平台的两条连续转轴。研究2-PRS-PRRU并联机构的伴随运动,证明该机构无伴随运动。建立该机构位置正/逆解模型,推导出位置正/逆解的解析表达式,进而求得该机构的雅可比矩阵。...
研究6自由度完全和冗余约束绳牵引并联机器人力旋量封闭工作空间的性质,给出并证明在不同牵引绳根数下末端执行器位姿属于力旋量封闭工作空间的充要条件,分析满足矢量封闭原理的结构矩阵对应的几何特征。总结6自由度完全和冗余约束绳牵引并联机器人力旋量封闭工作空间的判定定理,即结构矩阵满秩,在结构矩阵中存在列矢量位于6个线性独立列矢量反...
针对一种新型串并联双机器人联合作业系统的任务分配进行方法设计和整体优化。分别采用蚁群优化中的近似非确定性树搜索（Approximate nondeterministic tree search,ANTS）和最大最小蚂蚁系统（Max-min-ant-system,MMAS）作为任务分配的优化策略,并在MMAS中加入局部搜索以进一步优化路径构建过程中得到的局部最优解。仿真结果以及与之前相关研...
对受到非完整约束和动力学影响的自动导引车（Automated guided vehicle,AGV）,提出一种包含路径跟踪和伺服控制的混合运动控制模型。为消除AGV位姿偏差,在速度和加速度约束下,基于多步预测最优控制和智能预测迭代控制的路径跟踪技术,输出纠偏协调性最优的有限速度差控制量,并根据该控制量和AGV运行速度设置两驱动轮的目标速度。为消除驱动轮速...
壁面移动机器人应用于建筑物表面质量检测,有利于提高工作效率,避免人身危险,故提出一种基于负压吸附原理的微小型壁面检测爬壁移动机器人,该机器人对不同的壁面具有一定的适应能力,而且吸附可靠,移动灵活。介绍机器人平台系统,对双轮单独驱动的移动机构进行运动学分析,还对应用于该机器人的负压吸附原理进行研究,从热力学角度提出负压吸附系统...
局部均值分解（Local mean decomposition,LMD）方法是一种新的自适应时频分析方法,但在其实现过程中会发生模态混淆现象,使分析结果失真。通过数值试验得到了LMD对白噪声的滤波器组结构,并在此基础上,针对模态混淆现象提出总体局部均值分解（Ensemble local mean decomposition,ELMD）方法。在该方法中添加不同的白噪声到目标信号,分别对加噪后...
核主元分析法能充分利用核函数来解决非线性问题,具有很好的非线性逼近能力,但传统的核主元分析不能处理动态问题。在分析核主元分析法的基础上,提出一种新的指数加权核主元分析算法,建立一个多变量加权自回归统计核主元模型,选择Q统计量来判断系统是否发生故障,给出指数加权核主元分析法诊断故障的具体计算步骤。对液压泵进行了试验,利用小波包...
空气弹簧是一种低频、高效隔振零件,目前已广泛应用于舰船以降低主要动力设备的振动与噪声传递。空气弹簧的平衡性严重影响了隔振系统的安全与可靠性,而帘线缠绕角是决定空气弹簧平衡性的关键。为定量分析帘线缠绕角对空气弹簧平衡性的影响,针对舰用JYQN囊式空气弹簧,对其囊体几何模型进行简化,进而依据弹性薄壳无矩理论,建立囊体平衡方程和边界...
对薄膜节流器动静混合径向气体轴承进行理论研究与数值仿真,建立薄膜节流器内气体流动模型并进行简化,采用流体阻抗法将薄膜节流器的流量表达式并与气体轴承小孔节流流量表达式联立,使用牛顿迭代法对非线性气体雷诺方程进行处理,采用有限差分法对上述方程进行离散化进而求解含有薄膜节流器小孔节流气体轴承的雷诺方程,得到薄膜节流器的气体流量...
针对目前车间工件加工进度信息主要靠人工统计、且在混类加工时经常出现统计出错以及工人为加快加工进度擅自改变加工参数造成浪费等现象,在分析数控机床主轴功率特性的基础上,提出一种基于动态时间弯折技术和功率信息的在线加工工件自动识别和监控方法。该方法首先将各种工件加工时可能的主轴功率信息经过特征矢量的选取、特征序列的形成及其时...
提出一种三角Bézier曲面快速求交算法,该算法采用R＊S-树建立三角Bézier曲面的动态空间索引结构,基于该索引结构快速获取相交区域三角Bézier曲面片集,通过设定离散精度阀值,在逼近精度允许范围内将相交三角Bézier曲面片均匀离散为三角网格,采用R＊S-树建立离散后三角网格的动态空间索引结构,通过网格单元间的求交获取交线数据,进而通过查询共端...
可拆卸设计中,拆卸分析模型是产品可拆卸性分析的基础,而设计变更常常造成拆卸分析模型重建。为实现拆卸分析模型的快速变更映射,提出产品可拆卸结构单元图谱构建与演化方法。产品零件间的联接结构型式多样,根据可拆卸特征提取出典型的可拆卸结构单元。应用图论思想构建可拆卸结构单元模型以描述结构单元中组件的装配约束及拆卸优先级。对典型可...
传统的夹具定位分析方法都是基于点模型描述的,而不考虑工件和定位元的曲率影响,即使CARLSON提出的二次方法也只是考虑了工件局部曲率的影响,但是当定位元的局部曲率和工件的局部曲率相当时,定位元的局部曲率对夹具定位精度的影响很大。基于此,定义面—面有向距离函数,分析面—面有向距离函数的微分性质,由此推导出面—面有向距离函数的二阶泰勒...
针对空间运输舱具有较大的速度和惯量,在对运输舱的操作过程中存在着冲击和碰撞,严重的时候会影响系统的安全的问题,研制中国大型空间末端执行器,设计大容差柔性钢丝绳捕获机构和基于滚珠丝杠螺旋传动副的拖动机构,并且对其捕获传感器系统进行设计。根据末端执行器机构特点和工作原理,提出基于Loop/Contact控制模型的捕获控制策略,有效地减小了...
数控系统插补产生的驱动脉冲序列特性直接影响到脉冲进给系统的运动平稳性。通过理论分析、建模仿真和试验验证系统研究脉冲进给系统的运动平稳性问题及其控制对策。在建立插补输出模型的基础上,从时域和频域剖析了其平稳性问题的本质;根据所揭示的精度、效率和平稳性之间的制约关系给出传统模式下实现平稳运动控制的途径;并从改变插补周期及多...
采用微机电系统关键技术的照相平版印刷术,利用电化蚀刻术进行钢表面微米图形的摩擦学设计和制作以及不同蚀刻方法的基础研究;观察在不同电化蚀刻时间和图形密度下微米图形蚀刻深度和加工表面的变化规律,并分析他们之间相关关系。结果表明,控制电化蚀刻时间可获得不同面积的钢表面微米图形以及不同蚀刻深度的微米图形,而且其变化具有一定的规律...
义齿表面设计是牙科计算机辅助设计和制造系统的一个重要环节,设计的义齿形状必须符合患者的口腔咬合环境并能保持牙齿的拓扑结构特征。针对这一问题,在此提出一种基于特征映射的义齿表面三维变形设计方法。该方法主要思想是首先识别预备体与同名标准牙的重要特征点,采用径向基函数建立两者的特征映射关系,再通过对应特征点的位置对齐和表面的插...
大型机床进给系统的再制造必须考虑大型部件的空间分布特性对进给系统动态响应的影响。针对某大型铣齿机床,采用分布参数建模方法描述细长滚珠丝杠副的传递子系统,采用集中参数建模方法描述交流伺服驱动子系统和工作台驱动子系统,并通过转速关系将3个子系统耦合起来,形成进给系统的分布集中参数模型。通过理论模型仿真与试验结果比较,证明建立的...
将离散约束优化问题转化为非负整数约束规划问题,开发求解该问题的离散差分进化算法。该算法采用基于混沌映射的种群初始化、双版本变异和带随机扰动项的取整运算等新策略。针对非线性约束条件,给出惩罚基数的计算方法和连续映射基函数的表达式,在此基础上设计处理非线性约束的自适应惩罚因子。提出一种刻画种群多样性的新测度——种群二次平均...
现场总线的应用是数控系统发展的必然趋势。为满足数控系统的高可靠通信需求,在分析数控系统加工精度与可靠通信关系的基础上,设计一种现场总线可靠通信机制。针对该机制,建立数控系统通信可靠性评价的指标,提出以无故障通信时间来衡量现场总线通信的可靠程度;通过概率统计方法,对该机制的可靠性进行数学分析,得出现场总线通信可靠性与通信站数...
摇摆台广泛用于模拟舰船、车辆的运动姿态,在车船设备测试、驾驶模拟器等国防与民用领域都有重要的应用价值。基于此,针对自行研制的模拟海洋环境的2自由度液压运动平台,介绍增量式步进电动机、四边滑阀、非对称液压缸、摇摆台架、同步反馈机构等构成的近似开环控制的系统结构和工作原理,建立其运动学和动力学方程,并通过状态方程描述阀控非对称...
为了求解并行协同设计过程中诸多制约关系形成的约束网络,研究动态约束满足问题,提出一种基于模糊物元分析和改进微粒群算法的双层组合启发式求解算法。将模糊物元分析理论作为算法的第一层,建立广义动态约束满足问题的可拓关系元形式化模型,并应用模糊关系元优化方法完成从求解空间到寻优空间的转换;将改进微粒群算法作为第二层,在基本微粒群算...
为控制惯性约束聚变靶制备中介观尺度心轴的表面粗糙度,提出一种应用旋转设计技术安排试验的方法,通过非线性回归分析,建立基于进给量、背吃刀量、主轴转速和刀尖角四个主要切削参数的介观尺度心轴的表面粗糙度二次预测模型。分析结果表明,该模型的拟合值能较好地反映心轴车削表面粗糙度,并且具有比理论表面粗糙度计算值更高的精度。在主要切削...
以SU-8胶为微电铸母模制作镍模具时,胶模的热溶胀性使胶模变形,导致铸层线宽缩小,这是影响微电铸铸层尺寸精度的主要因素。针对密集蛇形沟道图形的镍模具微电铸工艺,以200.0μm厚SU-8胶为胶模,研究微电铸铸层尺寸精度的控制方法,提出基于SU-8厚胶光刻工艺的微电铸铸层尺寸精度控制新方法,即在图形四周增设一条封闭等间距的隔离带,用隔离带减少影...
数控加工追求更高的加工效率和光洁的加工表面,但大多数样条曲线插补算法是根据进给速度、最大合加/减速度和合加加速度来设计的,并没有考虑如何充分利用单轴的最大加减速能力。提出一种时间近似最优的样条曲线实时插补算法,它面向数控系统对高速加工的需求,在考虑机床动态性能的基础上,充分利用单轴的最大加减速能力,以达到理论上近似最优的加...
针对精密光学系统中对高精度离轴楔形非球面透镜的加工要求,提出采用由倾角可调三轴摆动式数控夹具系统和精密磨床数控系统（Computer numerical control,CNC）协调完成离轴楔形非球面透镜的高效加工方法。设计三轴摆动式数控夹具机构及控制系统相关程序,完成夹具制造及调整,在数控精密平面磨床上实现对离轴楔形非球面平行磨削加工。倾角可调夹...
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