基于可靠性的框架结构作动器/传感器最优配置

建立在模态可控度及最小费用函数的基础上，针对目前因使用组合优化来布置作动器计算量大的缺点，采用遗传算法来确定振动主动控制中作动器的最优配置．为适于框架结构的具体计算，对常规遗传算法约束条件的处理进行了改进．考虑到主动控制系统的可靠性，为了进一步确定作动器／传感器的最优配置，本文定义了一个可靠性指标，采用常规的Monte-Carlo法计算各种配置的可靠性，在可靠性基础上最终确定最优配置方案．本文最后给出了计算实例。     

齿轮齿条式作动器性能分析与试验

为提高车辆悬架系统的减振性能,设计了一种用于车辆主动悬架系统的齿轮齿条式作动器。首先理论分析了作动器响应时间的影响因素,然后推导了作动器主动控制力的计算方法,最后通过台架试验进行了验证。试验结果表明:作动器主动控制力的实际值与理论值之间偏差较小;且与电机的供电电流之间呈现较好的线性关系,与理论分析一致;电流变化的响应时间基本相同;但作动器主动出力的响应时间随电流的减小而增大,分析认为这是由作动器的空程间隙造成的。因此,在作动器的设计过程中应尽量避免或减小空程间隙。     

齿轮齿条式作动器性能分析与试验研究

为提高车辆悬架系统的减振性能,设计了一种用于车辆主动悬架系统的齿轮齿条式作动器。首先理论分析了作动器响应时间的影响因素,然后推导了作动器主动控制力的计算方法,最后通过台架试验进行了验证。试验结果表明:作动器主动控制力的实际值与理论值之间偏差较小;且与电机的供电电流之间呈现较好的线性关系,与理论分析一致;电流变化的响应时间基本相同;但作动器主动出力的响应时间随电流的减小而增大,分析认为这是由作动器的空程间隙造成的。因此,在作动器的设计过程中应尽量避免或减小空程间隙。     

发动机振动主动控制用电磁作动器的设计和动态特性研究

对一种适用于汽车发动机振动主动控制用的新型串接式高能电磁作动器进行了结构设计,计算了作动器的磁场,对作动器的片状弹簧的应力分布进行了有限元分析。同时,建立了作动器的力学模型,对其动态特性进行了仿真分析和试验研究,结果表明作动器是理想的激振源和主动控制用作动器。     

电磁式主动悬架模型预测控制器设计

针对已开发的电磁作动器样机,通过对电机控制电路模型进行简化分析,得到电磁作动器往复运动时控制电流可实现范围.考虑作动器约束和悬架许用行程,基于模型预测控制方法设计1/4车辆电磁主动悬架控制器,并分别针对瞬时垂向冲击和随机不平路面工况进行仿真分析.结果表明,相对于线性最优控制主动悬架,模型预测控制可以使车辆获得更佳的行驶平顺性能.     

不同安装位置下主动阻尼装置对管道振动的控制效果研究

在设备运行过程中，管道经常会产生振动问题，给设备的安全运行带来严重的隐患。针对管道振动问题，采用主动阻尼装置，通过惯性作动器向振动管道系统施加作动力，实现了对管道振动的主动控制。以某化工企业往复式压缩机出口管线25 Hz的振动为例，搭建门型管道振动实验台进行实验，利用SAP2000软件模拟仿真了主动阻尼装置的减振效果。实验研究了惯性作动器在不同安装位置时主动阻尼装置对管道振动的控制效果，探究了惯性作动器的安装位置对管道系统振动控制效果的影响规律。通过对比惯性作动器安装在所选取的4个位置时的减振效果，得出当作动器安装在振动最大的位置上时，主动阻尼装置对管道整体的减振效果最好。     

复合材料自适应结构中压电作动器的位置设计

采用灵敏度分析方法,研究了复合材料板壳型自适应结构中压电作动器的位置设计．通过分析各位置上压电作动器对结构各部分的控制灵敏度,获得压电作动器最佳控制效率的位置序列,并据此布置压电作动器．以不同边界条件下板梁结构的动力学响应抑制和准静态变形控制为例,进行了数值验证,证明此方法所得结果正确．该方法原理简明、计算效率高,可为板壳型自适应结构的作动器铺层位置设计和控制电压分布设计提供依据．     

弹塑性结构考虑时间滞后的主动控制

推导了弹塑性结构动力分析的递推公式,提出了一种简单有效的弹塑性结构主动控制算法．该算法以系统能量达到最小为目的,于每一时刻向结构施加控制力,下一时刻控制力的确定依据本时刻的信息进行计算,这样就解决了主动控制中的时间滞后问题．算例分析证明了这种主动控制算法的有效性,同时还探讨了作动器能力限制对于控制效果的影响,在结构主动控制中考虑结构的弹塑性特性是非常必要的．     

振动主动控制中检测器和作动器的最优配置

提出了振动主动控制系统中最大主动阻尼耗能准则，以此准则为目标函数求解检测器和作动器的最优配置问题。为了获得全局最优解，引入了模拟退火算法，并对其进行了改进。对一离散的三自由度系统和连续梁系统中检测器和作动器的最优配置进行了数值计算和实验验证，计算结果与实验结果的一致性很好，证明了所建立的准则和算法的可行性和实用性。     

压电结构作动/传感器配置优化

提出了一种压电结构中作动／传感器优化配置的新方法．首先用有限元方法建立结构的动力学方程，并用模态方法进行降阶，然后通过Lyapunov方程分别求解扰动输入和作动器输入的能控性Grammian矩阵，通过使作动器输入的能控性矩阵向量在扰动能控性矩阵上投影长度的平方和最大值得到压电作动器的最优位置，同样的思想用于确定传感器的最优位置。     

含有粘贴式压电作动器的锥壳结构振动主动控制研究

针对某卫星发射过程中所应用的适配器模型,利用4节点Mindlin板单元对其进行了有限元建模,将分布式压电作动器的影响作为动力学边界条件加入模型当中;试验数据与理论计算结果对比证明该方法能够满足精度要求,此外与通常的层合理论建模方法相比,该方法更加简洁,大大降低了计算量;利用基于独立模态空间控制的方法对锥壳结构进行了振动主动控制研究,仿真结果可以看出利用少数作动器即可达到理想的控制效果.由于控制器本身比较简单,具有很好的鲁棒性,因此对于实际工程应用具有非常重要的指导意义.     

均匀载荷作用下膜基反射镜面形分析和研究

基于Sergey A. Dimakov提出的薄膜模型解以及有限元分析方法,对口径为300mm、不同F数的聚酰亚胺薄膜进行均匀载荷作用下的变形研究和分析.结合像差理论,将有限元分析得到的离散数据拟合出37项标准Zern ike项系数,由此可将成形后膜基反射镜的各项像差分离出来.计算和分析结果表明,在均匀载荷作用下膜基反射镜的像差主要是球差.对于同一口径的膜基反射镜而言,随着F数的增大,球差逐渐变小.这为进一步开展膜基反射镜的成形和面形控制实验提供了理论依据.     

直线振荡电机的特性分析

主要介绍了一种圆筒型动铁式直线振荡电机的构造及其工作原理。用有限元法进行了静推力计算并与测量值进行了比较，计算和测试结果相比较所得的最大误差为25％。该电机结构简单。运行平稳，可用于小功率电磁阀控制的开关系统中。     

Halbach阵列永磁球形电动机转矩的三维有限元分析

为分析Halbach阵列永磁球形电动机复杂边界条件对电机性能的影响,采用有限元法对电机转矩特性进行了研究．建立了Halbach阵列永磁球形电动机三维有限元模型,得到了电机转矩的空间分布,并与解析法得到的结果进行了对比分析．在保证Halbach阵列永磁球形电机体积不变的情况下,分析了电机结构参数对电机性能的影响．对不同磁体结构球形电动机产生的自转转矩和倾斜转矩进行了比较．漏磁、磁场谐波及各自由度之间的电磁耦合对转矩特性的影响可以在有限元法中得到体现,使其与解析法得到的结果有所差别．永磁球形电动机采用Halbach阵列磁体结构后,转矩的输出能力得到了提高．在电机结构参数中,转子磁体厚度、定子线圈高度、内径及外径对电机的输出转矩能力具有较大的影响．结果表明在提高电机转矩输出能力上,电机结构参数存在最优值．     

Mirror SUrface Grinding of Steel Bonded Carbides

The steel bonded carbide, a composite material, is very difficult to be machined to a fine finish mirror surface. In this paper, an electrolytic in-process dressing (ELID) grinding with metallic bond super-hard abrasive wheel was developed for grinding steel bonded carbide GT35. Factors affecting ELID grinding performance were analyzed by an atomic force microscope (AFM). Based on the analysis of AFM topography of the fine ground mirror surface of the steel bonded carbide, a schematic diagram of the mechanism of micro-removal of the ground surface was described. The AFM topography also shows that the hard brittle carbide particles, on the surface of steel bonded carbide, were machined out by ductile cutting. Since the grinding cracks in the ground surface are due to temperature gradient, temperature distribution in the grinding area was analyzed by finite element method (FEM). Experimental results indicate that a good mirror surface with Ra<0.02pm can be obtained by the developed ELID grinding system.     

Pneumatic active suspension system for a one-wheel car model using fuzzy reasoning and a disturbance observer

This paper presents the construction of a pneumatic active suspension system for a one-wheel car model using fuzzy reasoning and a disturbance observer. The one-wheel car model can be approximately described as a nonlinear two degrees of freedom system subject to excitation from a road profile. The active control is composed of fuzzy and disturbance controls, and functions by actuating a pneumatic actuator. A phase lead-lag compensator is inserted to counter the performance degradation due to the delay of the pneumatic actuator. The experimental result indicates that the proposed active suspension improves much the vibration suppression of the car model.     

Phase Change-based Fixturing for Arbitrarily Shaped Components

Issues in industrialization of RFPE (Reference Free Part Encapsulation) are discussed in this paper. The issues are associated with three topics:① The location of the workpiece in the initial blank.② Problems related to material properties of the filler.③ Supported RFPE technique. A new method - adaptable location system (ATLS) is presented in this paper. ATLS consists of an array of pins which are controlled manually or automatically by an actuator. The actuation force comes from a shape memory alloy (SMA). Material properties of filler are very important for RFPE. The experiment has shown that machining error can be reduced by using conservative cutting parameters. Based on finite element analysis, the relationship between the deformation of the workpiece, the filler and the machining parameters has been achieved. A new approach, partial cage with active side wall (PCASW), allows machine tools to easily access any feature of the workpiece from different directions. It is convenient for every new se     

一种收发同时工作的集成有源阵天线

一种收发同时工作的集成有源阵天线沙济彰Ｐ．Ｓ．ＨａｌＭ．Ｊ．Ｃｒｙａｎ（河海大学常州分校，常州２１３０２２）（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＢｉｒｍｉｎｇｈａｍ，Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ，Ｂ１５２ＴＴ，Ｕ．Ｋ．）有源天线是指把有源器件集成到天线之中，或将两者...     

应用有限元法计算磁流体密封间隙磁场

本文应用有限元法对磁流体密封的非线性轴对称磁场进行了分析计算,讨论了密封间隙大小、永磁体性能对密封的最大承压能力△P_(mxa)的影响.计算结果表明,△P_(max)随密封间隙增大而迅速下降,随永磁体性能提高而上升,而且在间隙较小时,永磁体性能对△P_(max)的影响更大.     

有限元法研究闭口薄壁杆件约束扭转

基于乌曼斯基薄壁杆件约束扭转理论,利用刚性周边假定建立了闭口薄壁杆件约束扭转分析的一维离散有限元方法.同时利用ANSYS大型有限元软件作对比研究,分析了薄壁箱型梁的截跨比、截面相对厚度等几何特征参数对箱梁扭转变形的影响,并发现这两个参数的取值上限可以从0.1分别扩大到0.15和0.24.算例显示:一维有限元法不仅保持了很好的计算精度,而且计算模型更加简单、离散未知量大大降低.