不确定性和外部干扰是制约机器人控制精度的主要因素,传统Terminal滑模控制方法未能考虑机械臂运动学不确定性。提出一种新的机械臂任务空间鲁棒连续非奇异Terminal滑模跟踪控制方法。该方法具有较强的鲁棒性,能够有效克服运动学不确定性、动力学不确定性和外部干扰,保证机械臂任务空间跟踪误差有限时间稳定,将现有机械臂Terminal滑模控制方法从...
移动机器人避障路径规划问题一直是移动机器人自主导航问题的关键。现有的避障路径规划算法多数针对某一指定目标寻优过程,经常出现为了获得最优解或最优路径而导致死锁或震荡现象。引进多目标优化理论,提出一种基于动态区间权重的多目标优化避障算法,该算法把避障过程划分为3种动作行为融合过程,通过赋予行为函数不同的权重,实时动态改变不同动...
针对机构分析与综合中复合铰链难以处理和含复铰运动链同构识别困难的问题,分析复合铰链的内部结构,提出引入Pin构件将复合铰链转化为多个并联单铰链的新方法,从而将含复铰运动链转化为只含单铰的简单运动链。定义运动链转换邻接矩阵,用于描述含复铰运动链,通过分析发现该矩阵的内涵性质丰富,方便运动链的分析。提出运用转换邻接矩阵的阶数、对...
以一种新型3自由度并联动力头——A3头为对象,研究基于球杆仪检测信息的运动学标定方法。通过将误差闭环方程向支链驱动与约束方向投影,建立球杆仪检测信息与支链几何误差源的线性映射模型,所建模型可有效地分离出影响动平台可补偿和不可补偿精度的几何误差源。在此基础上,提出一种具有分层递阶格式的运动学标定方法,即首先识别出初始位形的支链...
基于螺旋理论并结合工程实际对锻造操作机的构型设计进行系统、深入的研究,构造多种串并联形式的混联结构锻造操作机提升机构构型。这些锻造操作机提升机构的升降和俯仰运动采用平面五杆机构实现,侧移运动采用一种典型DANGO＆DIENENTHAL（DDS）锻造操作机的侧移系统实现,大车前进方向的移动和侧摆由悬挂系统实现。所以这些锻造操作机提升机构解...
压电智能结构的模型难以精确建立,且存在外界环境激励干扰和内部参数不确定等问题,从而影响闭环结构的振动控制性能。基于此,将结构的内部干扰和外界激励的影响归结为系统的集总干扰,并利用扩张状态观测器（Extended state observer,ESO）设计不依赖于模型的自抗扰振动控制器。然而当外界扰动激励变化时,扩张状态观测器对扰动和各阶状态的估计不...
提出一种利用碰摩转子系统响应中的高次谐波分量进行碰摩位置和碰摩力定量诊断的新方法。基于谐波平衡理论分析碰摩故障转子系统的动力学特性,证明了碰摩故障转子系统中任意两节点之间高次谐波分量之比等于无故障转子系统频率响应矩阵的相关元素之比。根据此关系,提出转子系统碰摩故障模型诊断方法和步骤：利用正常转子系统与故障转子系统响应的...
在接近紫外波长的高能光束均匀照射下,极化的镧改性锆钛酸铅（PbLaZrTi,PLZT）铁电陶瓷具有反常的光生伏特效应,即在两极间会产生很高的电压。利用此电压信号来驱动层合于柔性板壳结构的压电作动器,可以实现对柔性板壳结构的非接触式控制。为实现弹性圆环的非接触式独立模态控制,利用模态展开技术及振型函数的正交性设计余弦状正交模态作动器,并...
人类听觉系统具有优良的非平稳信号分析能力,在听觉系统中,由耳蜗基底膜对信号进行类似于带通滤波的时频分解,并由内毛细胞、传入神经和听觉中枢的神经网络对时频分解结果逐步进行特征信息提取和压缩。鉴于此,参照Wang-Brown模型,建立一种可描述信号时频结构特征的听觉模型,该模型包括基底膜、内毛细胞、中级听觉和听觉中枢等子模型,听觉中枢模...
应用关联维数、李亚谱诺夫指数等非线性多参数对旋转机械故障诊断进行研究。对所采集的模拟旋转机械振动故障信号,运用相空间重构理论对其时间序列重构。为使重构相空间能充分地反映系统运动特征,对不同故障信号的时间延迟与嵌入维数确定问题进行研究,计算出不同故障信号的关联维数、李亚谱诺夫指数、复杂度和近似熵四个非线性特征量。在此基础...
以基于双转子电机的混合动力传动系统的两级行星齿轮机构动力耦合系统为研究对象,考虑前后两级行星齿轮机构的齿轮副啮合刚度、中心构件的扭转支撑刚度、连接部分的扭转耦合刚度、各构件惯性等基本因素,详细推导并建立两级行星齿轮耦合系统的纯扭转动力学模型。利用两级行星齿轮机构的有关参数进行特征值问题求解,得到系统整体模型的固有特性,按...
理论研究单点激励和多点激励时有限长圆柱壳体辐射声场特性。采用Donnell壳体理论和模态分析法,建立单点激励和多点激励有限长圆柱壳体声辐射数学模型。根据声辐射计算数学模型,计算并分析单点激励和多点激励时圆柱壳体低频段声辐射近场和远场特性。研究结果表明：随着激励力频率的提高,圆柱壳体声辐射功率和辐射效率提高,辐射声压增大,且激励力...
针对流形学习算法的批量处理方式无法利用已学习的流形结构实现新样本的增量处理问题,提出一种增量式局部切空间排列算法。阐述局部切空间排列算法的基本原理及一次性观测样本全局坐标矩阵迭代和低维坐标提取方法。在算法增量学习上,对因新增样本加入而改变近邻点的样本进行全局坐标更新,建立新样本点的全局坐标;利用原始样本低维嵌入坐标和更新...
考虑到多体系统动力学方程的数值计算方法是系统动力学分析的基础,提出一种基于离散零空间理论的Newmark积分算法。应用Newmark积分框架对多体系统动力学方程在时域上进行离散,通过离散零空间矩阵消去动力学方程中的拉格朗日乘子项,建立离散的达朗贝尔动力学方程,采用局部结点参数化进一步获得降维的达朗贝尔动力学方程。以空间双摆为算例,数值...
针对现有结构复杂性建模方法存在的不足,在考虑中间缓冲区状态对制造系统状态影响的基础上,提出一种基于通用发生函数法和信息熵理论的非串行制造系统结构复杂性建模与评价方法,从系统角度对制造系统的复杂性进行测度。通过建立中间缓冲区的状态转移方程,定义缓冲区的状态,分析中间缓冲区状态对非串行制造系统各工位加工设备状态的影响,将原制造...
为提高数控机床的加工精度,必须对精度设计质量特性（Quality characteristics,QCs）进行分析和评估。数控机床的精度设计是多因素、多QCs要求的复杂工程优化问题,且各QCs需要满足特定的技术标准。针对数控机床的加工精度要求,识别出影响精度设计QCs的重要质量要素（Quality factors,QFs）。在此基础上,提出基于粗糙集（Rough set,RS）和质量功...
大型动力平板车及其动力模块车组是重载超大型设备与物件运输的核心装备。为实现均载以防部分车轮超载或悬空,动力模块车组的液压悬挂系统采用分组控制模式,每组液压悬挂油路联通作为载货台的一个支撑,进而形成对载货台的多点支撑。为获得动力模块车组在复杂地形上的允许装载区域,建立其多点支撑力学模型,利用力等效原理求解各组作用于载货台的...
为解决产品布局智能化设计问题,对产品布局设计方法进行研究。根据机械产品方案设计中结构布局约束的特点,提出基于位姿图和性能融合模型的产品布局设计方法。该方法对产品布局约束关系抽象化,建立布局设计约束之间的关系表达。在性能求解方面,构建产品功能需求模型、运动功能配置和模块结构之间的映射,得到产品简化布局模块结构。在此基础上,以...
研究正交面齿轮在加载条件下面齿轮啮合的传动性能参数、齿面接触应力和轮齿弯曲应力变化规律的有限元分析计算关键技术,以赫兹接触应力解析公式计算结果为对比,提出接触应力和弯曲应力计算的有限元网格密度确定方法。根据面齿轮重合度,分析面齿轮加载啮合仿真的五齿模型和七齿模型适用场合,给出面齿轮在啮合过程中的齿面接触应力和齿根弯曲应力...
针对板翅式换热器斜接管封头强度设计问题,基于有限元软件ANSYS和CAD软件Solidworks,给出塑性功曲率（Plasticwork curvature,PWC）准则极限载荷计算方法,比较30o斜接管封头的PWC准则极限压力、两倍弹性斜率（Twice elastic slope,TES）准则极限压力和美国机械工程师协会（American Society of Mechanical Engineers,ASME）理想塑性极限载荷准则...
针对虚拟样机开发环境中不确定多元输出响应动态系统的模型验证问题,提出了基于误差统计分析、统计主元分析（Probabilistic principal component analysis,PPCA）、基于领域专家知识的阈值定义与转化和贝叶斯区间假设检验的不确定性动态系统模型验证方法和流程。概率误差分析方法用于处理物理试验和仿真结果的重复误差,PPCA用于处理多元相关数...
由于非均匀有理B样条（Non-uniform rational B-splines,NURBS）曲线的弧长与参数之间无精确解析关系,并且进给速度总是受到非线性变化的曲线曲率的约束,因此基于S形加减速进行NURBS曲线插补时,减速点难以准确预测。传统算法通常是沿曲线单方向插补,不仅未考虑曲率对进给速度的持续限制,而且加减速分类与计算公式复杂。为此,提出运动路程未知情...
相对于传统有限元,等几何分析使用NURBS基函数统一表示几何和分析模型,它能消除传统有限元的网格离散误差,容易构造高阶协调单元。但是由于NURBS基函数缺乏插值性,控制顶点也不一定位于几何边界上,使得难以直接施加Dirichlet边界条件。针对这一问题,提出一种基于样条拟合的Dirichlet边界条件施加方法,通过引入一组边界配点来拟合边界条件。注意...
针对弧齿线圆柱齿轮全修形齿面的修形控制问题,提出一种在展成加工的同时对齿廓和齿线两个方向进行修形控制的加工方法。通过调整直刃刀盘的展成运动回转半径,实现齿面齿廓方向的修形量控制;通过调整刀倾角,实现齿面齿线方向的修形量控制。基于空间运动学原理,利用矢量旋转公式,在具有倾角的数控机床上与普通多轴联动数控机床上展成加工齿面时,...
提出一般夹具的定位误差分析模型建立方法。根据工件—夹具系统的误差形成和传递路线分析,将工件—夹具系统分为定位元件、定位基准、工序基准和加工特征等四个要素组成,通过求解四个要素之间的位置变动获得工件—夹具系统整体的定位误差。将四个要素之间的位置及其变动关系用连杆机构模型等价表示,工件—夹具系统转换为接触副等价机构、公差关...
在进行自由曲面平底刀五轴数控加工刀轴矢量规划时,现有算法多以材料去除率最大作为优化目标,然而加工效率最高的刀轴矢量不一定是刀具最优姿态,还需要综合考虑加工质量、刀轴光顺等因素。从这几个方面建立单个刀轴矢量和相邻刀轴矢量光顺性的度量指标,并以归一化度量指标加权和最小作为优化目标建立刀轴矢量优化模型,经理论分析将多目标规划问...
提出一种基于z流面的径流式叶片中弧线造型设计方法。在子午流面中,定义径流式叶型中弧线径向半径沿轴向的变化规律;在z流面中,结合进出口的气流参数,定义叶型中弧线周向角沿轴向的变化规律;组合生成叶型的中弧线。利用Bézier曲线描述中弧线的子午型线和z流面型线,在升级算法和曲率优化的基础上保证了连接处的曲率连续。沿中弧线法线方向依据一...
DOI：10.3901/CJME.2012.02.197重载锻造操作机机构型设计葛浩高峰（上海交通大学机械与振动国家重点实验室上海200240）摘要：重载锻造操作机的主要特征就是大的载荷输入和输出,这种大的输入和输出之间的关系将极大的影响锻造操作机的控制和可靠性,因此这种关系是重载操作装备机构设计的关键因素。针对输入和输出之间的关联关系,提出机构可约设...
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