软黏土的三轴蠕变试验与修正的Singh-Mitchell蠕变模型

为了准确地掌握软黏土的蠕变特性,以湖南省竹城公路路基软黏土为研究对象,采用梯级荷载加载方法进行了室内三轴固结不排水蠕变试验,获得该软黏土蠕变试验数据和曲线.然后采用Singh-Mitchell经验蠕变模型描述该软黏土的蠕变特性,但模型计算结果与试验结果误差较大.分析Singh-Mitchell模型与试验结果产生误差的原因,通过对Singh-Mitchell模型的指数函数部分进行改进以及将原幂函数部分改换成双曲线函数,建立修正的Singh-Mitchell蠕变模型,并将新建立模型的计算结果与试验结果进行比较.研究结果表明:所建立的修正的Singh-Mitchell蠕变模型与试验结果一致性远优于原Singh-Mitchll模型,能更好地描述该软黏土的蠕变特性.     

机器人铣削压铸件毛边的方法与实验研究

将机器人用于压铸件产品加工,需要解决软件自动生成加工轨迹,建立一致性的虚拟模型空间与实际模型空间等技术.采用机器人及其末端的标定工具,获得机器人与工作台、机器人与刀架之间的变换矩阵,从而建立虚拟模型空间和实际模型空间的一致性.利用CAM软件生成加工工件的刀具轨迹,通过后处理方法将刀具轨迹转换成机器人加工轨迹.对生成的轨迹点进行转换,形成工件绕刀具平动的虚拟加工轨迹.实验结果表明,与理论加工轨迹相比,实际加工轨迹形成了2mm左右的系统误差,该误差由机器人零位误差和本体几何误差产生,通过缩放工件模型来产生轨迹,可以有效消除系统误差.消除系统误差后的加工精度可以达到±0.1mm,满足压铸件去除毛边的加工要求.     

GARTEUR飞机模型的模态试验与模型修正技术

为了获得精确的结构动力学模型,需要对结构动力学模型进行修正与确认。首先,采用相位共振/相位分离一体化技术对模型进行模态参数识别。其次,提出一种设计参数的灵敏度分析方法,根据工程经验、误差定位技术以及灵敏度分析技术调整动力学模型的建模细节,以试验与仿真结果的模态频率误差为目标函数,研究了序列二次规划算法、自适应模拟退火算法、多岛遗传算法等三种算法的修正效果,最终选择多岛遗传算法进行动力学模型修正研究。最后,引入三级质量标准来评估模型修正质量。结果表明:修正后的模型具有复现与预测响应水平的能力,证明本文所提出修正方法的正确性和有效性。     

海水淡化轴向柱塞泵的虚拟样机技术研究

为了研制反渗透海水淡化用高压轴向柱塞泵,采用虚拟样机技术对其机械动力学和压力流量特性进行了预测.泵的三维几何模型基于结构设计得到：通过施加运动学约束和对关键零件进行进行柔性化处理建立了泵的机械模型;通过对泵内动态压力和流量分析得到了泵的流体模型;联合机械模型与流体模型建立了泵的虚拟样机模型.通过运行泵虚拟样机模型获得了主要零件的运动学和动力学规律、泵出口的动态流量和压力规律及关键零件的动态等效应力等数据,仿真结果表明：泵的主要性能达到了设计要求,关键零件具有较大的强度裕度,可以在更高的压力等级下运行.     

基于虚拟迭代技术的汽车喇叭支架疲劳分析

针对某汽车喇叭支架避振片断裂问题,采用虚拟迭代技术与有限元相结合的方法进行支架的疲劳寿命分析.在对半车架和驾驶室的有限元模态分析的基础上,获得了半车架和驾驶室的中性文件,采用刚柔耦合建模法建立了驾驶室、车架和虚拟台架多体动力学模型,利用虚拟迭代方法提取了喇叭支架安装点处的载荷谱并对支架进行了疲劳分析.结果表明:支架避振片处最大损伤值为31.356,将发生疲劳破坏,破坏区域与实际断裂部位一致;采取增加一片避振片的改进措施,改进后的喇叭支架避振片最大损伤值远小于1.000,满足疲劳寿命要求;在模型准确的前提下,由虚拟迭代方法获得的载荷谱可有效地应用于汽车零部件的疲劳分析中.     

基于改进时延估计的声源定位算法

针对强噪声和强混响条件下, 室内声源定位算法收敛速度慢和定位精度低等问题, 提出一种基于改进时延估计的声源定位方法. 该方法建立在单源多元混响模型下, 首先用四元十字型麦克风阵列估计时延; 然后在广义互相关时延估计算法的基础上, 引入二次相关法以削弱噪声干扰, 同时采用LMS(最小均方)自适应滤波算法弥补广义互相关方法的不足, 提高混响环境下的时延估计精度; 最后, 通过远场近似几何方法定位声源. 实验结果表明, 与相位变换加权广义互相关函数(GCC-PHAT)算法相比, 该方法具有较好的抗噪能力与抗混响能力, 能获得更准确的定位结果.     

双旋弹丸弹道修正组件控制响应模型研究

为提高靶场试验中修正组件的打击精度,获得更好的滚转控制效果,评估滚转控制算法和弹道修正策略的性能,建立具有实际指导意义的双旋弹丸弹道修正弹修正组件控制响应模型,提出了一种数值仿真与试验测试相结合的执行机构建模方法.该方法通过获取双旋执行机构在阶跃冲击下的时域响应特性,结合拉氏变换计算传递函数,建立电磁控制力矩动态响应模型;通过飞行试验进一步获得准确的气动力矩和隔转阻尼力矩模型,建立了双旋弹道修正组件固定鸭舵滚转控制响应模型.风洞环境下的控制试验结果表明:双旋弹丸弹道修正组件控制响应模型能够以较高的精度评估组件动态控制响应特性,误差小于1.5%.试验验证了建模方法的可行性,也为后续弹道修正策略和控制算法研究提供了精确可靠的分析模型.      

基于数字图像的足部骨骼建模研究

基于足部动力学分析以及足/鞋系统虚拟设计,运用逆向工程技术研究足部骨骼的建模.根据螺旋CT扫描图像,利用图像处理、三维重建和有限元网格划分技术,建立了一个基于人体解剖学结构的足部有限元几何模型.实验表明,通过逆向建模的方法可以完整地建立人体骨骼的有限元模型,为进一步研究足/鞋间压力提供理论依据.     

考虑多公差耦合的几何要素误差建模及产品装配精度预测

为了准确有效地实现零件几何要素误差建模,提出了一种基于多公差耦合作用下的几何要素误差建模方法.该方法采用小位移旋量(SDT,small displacement torsor)描述公差,针对平动公差与固定公差耦合建立几何要素误差模型,通过利用约束方程的不合格率p,推导各个误差分量参数的实际的分布规律,建立几何要素误差模型.采用雅可比旋量模型将该方法扩展应用于复杂装配体的装配误差建模中,实现了装配精度的预测.以顶尖尾座装配精度预测为例,验证了该方法的合理性及可行性.     

基于时延估计和鲁棒H_∞控制的工业机器人跟踪控制

针对六自由度工业机器人系统,结合时延估计控制和鲁棒H∞控制的优点,提出了一种鲁棒H∞时延估计跟踪控制算法.该算法不需要机器人的复杂动力学模型,避免了机器人逆动力学的在线实时计算;采用时延估计在线获得机器人系统的未知动力学和外界干扰,并对控制过程加以补偿;通过引入L2增益控制,可实现对时延估计误差的L2干扰抑制,从而进一步提高了系统的鲁棒性.同时,利用Lyapunov函数和Riccati不等式保证了闭环系统的渐近稳定性和H∞鲁棒性能.该算法计算简单,结构固定,鲁棒性强,易于实现.文中还通过二自由度机器人的仿真实验证明了该算法是有效的.     

基于虚拟现实技术的变电站交直流电源仿真设计

由于电源结构复杂,需要对变电站交直流电源结构进行分层,导致现实中设计变电站交直流电源分层结构成本高,因此提出虚拟现实技术,仿真设计变电站交直流电源.根据Multigen Creator所创立的变电站实体和场景模型,利用Unity 3D仿真平台实现虚拟变电站各种功能,在变电站三维虚拟场景与各项辅助功能下,构建分层分布结构...     

基于虚拟仪器的远程故障诊断系统

介绍了一个基于虚拟仪器的远程故障诊断系统.对其总体构成框架,设计方法,数据采集,多软件集成等进行了详细的论证.实际测试表明,该系统具有实时性好,可靠性高,能在线识别多种故障,易于操作的特点.     

虚拟仪器时间特性建模与实时优化分析

针对多任务运行环境下程序执行时间的不确定性会产生响应时间不可预测性的问题,基于虚拟仪器系统结构及实时工作条件,建立虚拟仪器的响应时间模型,确定实时性能评价指标,推导各时间分量的迭代计算公式,采用读取硬件时钟周期数方法实现代码执行时间获取,系统地评测虚拟仪器实时性能指标。基于数据处理超过规定完成时限的时间分析,表明增强数据处理任务的CPU竞争能力和提高计算机平台的硬件配置是实时性能优化的有效方法。相关的实验结果也证实了实时性能评测和优化方法的有效性,通过实验数据分析,推导出在给定实际数据处理时间和按规定时限完成工作周期比例系数的条件下的最大数据采集频率估算公式,可使虚拟仪器在运行效率高达80%的负载条件下,保持稳定的实时性能。     

时变分数时滞系统的最优预报自适应控制算法

在用广义模型描述被控过程的基础上,本文提出一个极点配置最优预报自校正PID控制算法,该算法兼有PID和自校正,以及克服时滞的最优预报器的特点。计算机数字仿真结果表明这种控制策略对具有未知或时变分数时滞系统是非常有效的。     

基于Web的光纤通信虚拟实验平台的构建

基于网络远程教育的虚拟实验技术,提出一种虚拟实验远程教育平台的实现方案,该方案综合运用VRML技术和ActiveX技术,并以光纤通信虚拟实验室为例,详细论述了其远程教育平台的构建。     

交互式遥操作机器人实验平台设计及其应用

实验平台由主机械手、从机器人、远程视频监控和虚拟从手4个子系统组成,其中主手为自行研制的HC01异构式力反馈手控器,从手为日本安川公司的MOTOMANSV3X型6自由度工业机器人.在此平台上可以进行通信时延、遥操作工作模式、临场感技术、虚拟现实技术和交互技术等方面的研究.最后,以预见显示模式为例,进一步说明了实验平台的用途和用法.实验表明,在30 s大时延情况下,预见显示模式时主手可以成功控制从手完成物体的抓取、移动和放置等操作.     

基于船舶人机工程的虚拟人操作驱动建模仿真技术

针对船舶设计过程中复杂的人机工程学问题,提出了在虚拟环境中通过满足精度要求的虚拟人实时驱动模型仿真的新方法.采用动态约束方法,基于旋转信息建立虚拟人实时驱动模型,将运动跟踪系统捕获的真人运动参数映射到实时驱动模型而实现对不同百分位人体模型的操作;建立驱动误差模型,分析运动跟踪系统误差对实时驱动模型驱动精度的影响;基于上述方法开发了船舶虚拟人实时驱动模块,并集成到船舶产品设计的虚拟评估系统中;以某型船舶机舱设施布局的人机工程学评估为例进行应用验证.结果表明,所提出的虚拟人操作驱动模型具有较好的有效性.
     

基于VRML的交互式虚拟产品展示技术

研究了构建交互式产品展示系统的方法和关键技术，包括VRML建模技术和实时交互控制技术等．进而，利用CAD软件和VRML语言构建了虚拟产品的静态模型及其交互环境，结合脚本语言JavaScript，实现了用户对虚拟产品展示的实时交互控制．     

基于云平台的大规模工业园区资源集约化控制方法

为了解决传统分布式控制部署环境繁琐,令现阶段资源控制变得更加复杂,容易产生服务延迟和稳定性低的问题。通过云平台研究了一种大规模工业园区资源集约化控制方法。以服务思想为核心建立大规模工业园区资源集约化控制框架,为用户提供统一的使用平台。设计云平台由云控制节点控制,按照需求对存储节点进行扩充。框架中的功能层为大规模工业园区资源集约化控制的重要部分,包括性能监测、资源调度、自适应控制与报警四个部分。虚拟机放置遍历全部可能的云平台状态,将状态变化代价最小云平台状态当成虚拟机控制策略。基于成本的最低消耗采取资源调度策略,组建动态任务划分模型。结合总体考虑节点量、输入数据类型、进行调度时所耗时间以及资源回收所需时间等影响因素做出深入分析。结果表明:所提方法控制下网络拥塞率符合要求;服务延时低、稳定性高。可见所提方法整体性能优。     

含对象脉冲序列模型辨识智能PID参数自整定

提出了一种新的在线ＰＩＤ参数自整定方法，在对象辨识中，引进了非参数的离散脉冲序列模型，并推导出一组闭环情况下的辨识公式，它适合于大纯滞后和各种阶次的复杂对象，很好地解决了大纯滞后的辨识问题，文中还把仿真技术引进实时控制中，设计出一种实用的，具有一定智能性的自整定方法，实时控制实验证明此方法是正确和有效的。