误差补偿的精确运动系统研究

构建了以滚珠丝杠传动提供宏观运动,以超磁致伸缩驱动器(GMA)进行微观运动误差补偿的单坐标数控工作台精确运动实验系统.提出所设计的GMA的系统模型由频率无关迟滞特性与机电系统传递函数串联构成.由Lyapunov稳定性理论推导出滑模变结构控制方案的自适应控制规律.实验结果显示,GMA通过动态补偿控制可以很好的补偿滚珠丝杠的运动误差,使工作平台的运动精度显著提高.     

铰接多浮体系统在规则波作用下的运动响应

基于线性势流理论,利用模态法在频域内研究了铰接多浮体结构在规则波作用下的运动响应.首先采用边界元法建立边界积分方程求解水动力系数及波浪激振力,然后基于最小势能原理采用拉格朗日乘子法推导出系统的约束矩阵,并利用该约束矩阵建立系统运动方程求解各运动模态的运动响应幅值.通过与已发表的5个铰接漂浮方箱在规则波作用下运动响应结果的对比,证明了方法的正确性和有效性.以3个铰接的箱型浮体为例,讨论了水深、铰接位置对结构运动响应的影响.研究发现水深、铰接位置均会对结构的运动响应产生一定影响,且对于不同的波浪周期其影响程度也不同.     

悬挂输送机用双铰接链条的结构及其质量的探索

1.分析了双铰接链条的结构特征及链条的主要组成部分;2.对双铰接链条的“节距”提出新的概念及命名;3.研究了十字接头的型式,“双链板”式及“单链板”式的双铰接链条的特点;4.探讨了双铰接链条在垂直面弯道及在水面弯道中的运行特点,以及弯道半径的计算;5.论述了铰链灵活性的特殊重要性。     

蜂窝梁-焊接环式箍筋柱节点抗剪受力性能

通过4个蜂窝梁贯通型接点、2个外伸式端板连接节点,以及2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验,研究焊接环式箍筋柱与焊接蜂窝梁连接节点的破坏特征和抗震性能.在此基础上,对焊接环式箍筋柱节点的抗剪受力性能进行分析,考虑混凝土、焊接环式箍筋、不同连接形式的约束作用及轴力等因素的影响,最终得出4组试件抗剪承载能力的计算公式.结果表明,理论与试验结果之间存在一定的误差,但是整体而言仍然具有参考价值,可为工程设计提供实际依据.     

基于神经网络PID的丝杠运动误差控制

针对丝杠传动系统具有非线性及缓时变的特点,使用了BP神经网络PID控制器,该控制策略能在线调整PID控制参数.为了改善常规BP神经网络收敛性慢和系统不稳定的现象,提出了误差函数在线调整学习率的方法,建立了丝杠传动系统被控对象的数学模型,并给出了具体的控制算法.在先进制造过程对象试验平台（AMPOT）上进行了丝杠运动误差补偿试验,试验结果表明,该控制方法可将丝杠的运动误差减小50%～60%.     

输电铁塔主材节点滞回性能研究

针对输电铁塔主材双肢搭接节点,分别建立了单一剪切面连接与双剪切面连接的螺栓连接节点有限元仿真模型,通过施加低周循环载荷获得了节点的滞回曲线,给出了骨架曲线分析,耗能能力分析以及刚度退化分析,研究了输电铁塔螺栓连接节点在低周循环载荷作用下的耗能能力与力学性能,结果表明：单剪连接与双剪连接的节点线弹性变形过程基本一致,此后两种节点都出现滑移现象,双剪连接节点经历两次滑移过程;螺栓滑移过程中,节点耗能能力最强;双剪连接节点极限承载能力更强,刚度保持特性更佳,耗能能力更强。     

波纹腹板H型钢主次梁铰接节点受力性能

进行了2个波纹腹板H型钢主次梁铰接节点的静力试验,分析了节点的静力承载能力,研究了节点各截面的内力分布,并将各截面的内力分布试验值与理论公式的计算结果进行对比,验证了理论公式在计算各截面内力分布时的可靠性.提出波纹腹板H型钢主次梁铰接节点各部件的承载力设计公式,通过将节点各部件的设计承载力与试验承载力的结果进行对比,验证了波纹腹板H型钢主次梁铰接节点设计公式的有效性.     

一种基于嵌入式平台的机械臂体感控制系统

针对传统机械臂控制方式复杂且效率低的问题,研制了一套惯性式动作捕捉的体感控制系统.该系统在用户手臂绑定多个节点,每个节点由加速度传感器、陀螺仪和磁通传感器组成.节点采集手臂运动数据发送到嵌入式系统,经过融合计算得到手臂运动状态,并最终得出机械臂舵机转动角度.在保证机械臂控制精度的前提下,针对嵌入式系统硬件条件采用了降低系统延迟的分状态数据融合方案.本系统在嵌入式平台上实现,降低了动作捕捉成本,提高了可移植性.测试结果表明,使用惯性式动作捕捉的机械臂体感控制系统动作响应延迟时间短、机械臂动作较平稳.     

双曲柄连杆同步升降平台液压系统设计

铜板自动包装生产线所使用的升降平台在工作过程中存在构件变形大、机身振动大、液压系统压力值大等缺点,针对这些缺点,开发设计了符合要求的双曲柄连杆同步式液压升降平台及升降台液压控制系统,确定了液压元件的参数及功用,为其他升降平台的设计提供了一定的理论依据.     

海上齿轮齿条闭式液压升降系统设计与仿真

升降系统作为自升式海洋平台的核心部分,几乎被国外厂家垄断,严重制约着我国海洋油气的规模开发。为摆脱国外技术的束缚,文中基于90 m自升式海洋平台的开式液压升降系统,设计了一套国内空缺的齿轮齿条闭式液压升降系统,给出该升降系统的数学模型,并应用AMESim软件对系统的升船工况进行仿真分析。数学模型与仿真结果表明:该闭式液压升降系统的操作性能和提升能力满足设计要求,系统运行安全平稳,从而验证了该系统设计合理性。     

装配式混凝土结构斜缝免胶预压节点受剪性能分析

为提升装配式混凝土结构的预制及装配效率,确保连接节点具有良好的受剪性能,提出了一种不出筋预制、免支撑吊装、免胶预压连接混凝土框架结构体系的技术方案,并针对斜缝免胶预压连接节点的受剪性能进行了试验研究.参考规范中的单剪压受剪承载力计算方法,建议了斜缝免胶预压连接节点双剪压受剪承载力的计算与设计方法.结果 表明:在表观剪跨...     

两段绞接式联合收割机输送槽的设计研究

本文介绍一种适宜配置在悬挂式联合收割机上的两段铰接式输送槽设计,这种输送槽后段固定,前段与割台连接并与后输送槽铰接,该铰接点为前悬挂割台的支点,借助液压油缸升降,文中对该铰接点位置的确定,以及两段输送槽铰接处的圆弧过渡板设计进行了分析研究,提供了设计方法.     

自升式海洋钻井平台升降装置同步控制

自升式海洋钻井平台工作的安全性和可靠性直接制约着海洋石油的开采能力。升降装置作为控制平台升降的主体,其平衡控制尤为重要。针对自升式海洋钻井平台升降作业特点,提出平台电机组群协同控制方案,单个桩腿多电机采用速度偏差耦合同步控制方式,平台3台主电机采用速度-位置偏差耦合同步控制方式,位置同步补偿器采用模糊PI控制算法,速度控制器均采用PID控制算法。基于Matlab/Simulink和PLC分别建立平台电机组群同步控制系统仿真模型和试验平台。结果表明,在平台多电机速度同步控制的基础上引入位置同步控制,同时考虑了平台的升降速度和升降高度,有助于实现升降系统的精细同步控制,更加适合平台升降系统的平衡控制。     

面曝光快速成形系统升降工作台运动精度研究

介绍了面曝光快速成形实验系统的基本原理,构建了由运动控制卡、驱动器、精密滚珠丝杠、直线导轨等组成的升降工作台,并对其运动精度进行了测试和评定.工作台向下进给时,定位精度为10.9μm,单向重复定位精度为10.8μm;工作台向上进给时,定位精度和单向重复定位精度都为7.6μm.测试结果表明,该系统能够满足制作小尺寸零件的精度要求.     

亚微米级运动平台结构优化及实现

为实现一种直流电机驱动的亚微米级运动平台的设计,并尽量减小其运动误差,采用Simulink-M文件混合仿真的方法,结合Stribeck摩擦模型,探讨运动平台丝杠、同步带的相关结构、精度参数对运动平台精度的影响。通过分析并针对实际使用的要求,进行平台最优结构设计。使用EMAC200控制器和XL-80激光干涉系统对运动平台进行实际测试。研究结果表明:运动平台误差主要受丝杠导程、同步带传动比及它们精度的影响;随着导程减小,传动比增大,精度提高,稳态误差呈减小趋势;当行程为1 mm时,稳态误差在±1.5μm之内,并且可以达到50 nm的实际分辨率;通过Simulink-M文件混合仿真方法,可以实现精密运动平台这种复杂非线性系统的结构优化,提高系统实际的定位精度。     

基于蒙特卡洛方法的滚珠丝杠副运动可靠性分析

对滚珠丝杠副的可靠性分析有利于提高机床的传动精度.用赫兹空间接触理论对滚珠丝杠副的接触变形进行分析,得到了滚珠丝杠副的接触变形量函数.在无法预先确定变形量函数分布类型的条件下,用蒙特卡洛数字仿真方法,实现了滚珠丝杠副运动可靠性分析.用MATLAB生成随机数,并对各参数进行随机抽样,得到滚珠丝杠副的运动误差和运动可靠度值,并得到丝杠各加工尺寸参数精度等级与可靠度的关系曲线.对加工工艺与尺寸误差等因素对滚珠丝杠副运动可靠性的影响作出评价.     

数控机床滚珠丝杠螺母传动副间隙的测量与调整

滚珠丝杠螺母传动副在数控机床上的运用十分普遍,主要用于机床主轴的传动,将来自电机的旋转运动转化为执行部件的直线运动。为了提高进给运动的位移精度,减少传动误差,除了要保证各个传动部件的制造精度、装配精度,还要在数控机床的传动系统中采用各种间隙消除机构,采用合理的预紧措施来消除传动间隙。本文主要介绍滚珠丝杠螺母传动副间隙的测量与调整。间隙的测量采用三点测量法,间隙的消除采用双螺母式滚珠丝杠间隙调整机构,对于间隙的测量方法、调整方法,都极尽从理论上分析他们的原理和特点。     

型钢混凝土框架边节点抗剪承载力的分析

研究了轴压比、混凝土强度和配箍率对钢骨混凝土柱——钢筋混凝土梁框架边节点受力性能的影响.通过对节点承受低周反复荷载的有限元分析,确定了节点抗剪的各组成部分,提出了SRC框架边节点的抗剪承载力计算公式,式中确定了节点抗剪计算中混凝土强度影响系数,考虑了混凝土脆性和配箍率对节点承载能力的影响.     

FAST主反射面节点运动控制算法

500 m口径球面射电望远镜FAST的创新技术之一是主动反射面.2 300个控制反射面运动的控制器在收到上位机发送的观测指令后,通过规划算法计算节点的目标长度,驱动电机运动.电机带动促动器丝杠伸缩,使得在照明口径内反射面由球面变成抛物面,实现反射面整网控制.对节点运动速率算法进行了优化,优化目标为在满足控制精度的前提下,选取适当的控制周期,使得电机的启停次数最少,减小电机磨损.为FAST主反射面控制选择何种电机提供参考.     

基于AMESim的90m自升式海洋平台液压升降系统平衡回路的仿真分析

针对自升式海洋平台的液压升级系统在升降过程中会出现的,因平衡回路故障导致桩腿超速失锁下滑,平台受到很大冲击稳定性被破坏甚至倾覆的现象,本文根据90 m自升式海洋平台液压升降系统的结构原理,利用amesim仿真软件建立了液压平衡回路的仿真模型,通过给定模拟信号,对平台升降时不同负载状态下平衡回路的稳定性进行了仿真分析,并与一般的单向顺序阀平衡回路进行了比较,得出平衡回路反应迅速,能够保证升降系统安全稳定的运行,且对回路的冲击有缓冲稳定的作用。对平衡回路的设计和优化有一定的参考价值。