电动车运动控制系统

该系统采用单片机AT89C51作为小车的控制核心,电路分为电机驱动模块、寻迹检测模块、显示及声光指示模块、角度测量模块等几部分。电机驱动采用PWM技术,灵活方便地对车速进行控制;接近开关用来检测小车轨迹;角度测量采用新型角度传感器来对小车俯仰角度进行测量。各种传感信号经单片机综合分析处理,同时显示行程时间,并进行声光提示。     

帆板自适应控制系统的设计

本设计利用STC89C52单片机控制风机转速,由风机风力决定帆板垂直摆动角度,采用角度传感器和PWM调制实现了高精度帆板角度获取和风机转速的控制的自适应测控系统。该系统实现了键盘控制风力大小,数字显示帆板角度,使帆板的角度能够在0°～60°范围内连续变化,并能够通过键盘设定帆板角度,实现声光提示的功能。     

基于OpenFOAM的破损船舶横摇阻尼

运用OpenFOAM对完整和破损船舶在静水中进行自由横摇衰减运动的数值模拟,分析得到船舶的线性和非线性横摇阻尼系数.从初始横摇角、舭龙骨附体、破损形式以及破损过程等多个角度对横摇阻尼进行细致的比较和讨论,揭示了破损船舶的横摇阻尼特性.同时开展破损模型试验以验证数值方法的可靠性.在破损船舶的横摇运动数值模拟中,建立了第二类及第三类破损模型,成功处理了内外水耦合及内外水相通的复杂流体流动问题,为破损船舶的横摇运动和倾覆研究奠定了基础,并为破损船舶的稳性衡准制定提供了技术参考.     

反步鲁棒镇定及其在舵减横摇中的应用

运用反步法的思想,结合自适应方法和鲁棒控制方法,为一类具有未知或不确定参数以及能量有限扰动的非线性系统设计了易于实现的标量控制;讨论了渔政船1500HP在小风浪作用下产生的弱混沌横摇运动,并将标量舵力矩控制律运用于舵减横摇鲁棒控制.仿真验证结果表明：加入舵减摇控制后,船舶抑制海浪扰动的能力较强,控制收敛的速度较快,并且不存在超调,船舶抑制横摇的过程比较平稳,有利于减摇过程中船上人员和设备的安全.此外,控制器的设计过程基于非线性时域模型,可以应用在其他类型船舶的舵减摇设计中.     

基于Lyapunov稳定性的船舶参数激励横摇非线性简捷鲁棒控制

为减小参数激励带来的不利因素,需要非线性鲁棒控制器对系统稳定性进行控制.为简化船舶参数横摇非线性控制器设计过程,通过构建Lyapunov能量函数,将设计步骤由2步变为l步,减少了控制器参数的整定数量,避免了非线性控制律对消系统的非线性项.仿真结果表明,采用以上方法设计的非线性简化控制器对于消除船舶参数横摇系统的大幅横摇十分有效,并且具有一定的鲁棒性.     

点阵式液晶显示模块中T6963C的应用与分析

为了方便地实现点阵式液晶显示,使用了内置T6963C控制芯片的液晶显示模块.采用8155对单片机的并行I/O口扩展和通过对电路的硬件、软件合理设计达到对T6963C显示模块的控制.此外,给出了T6963C正常工作的基本条件以及相关控制程序、程序流程图,并介绍了一种绘画直线的算法,从而更方便地实现了人机对话.     

船舶横摇非线性阻尼系数识别

根据自由横摇曲线估算船舶横摇非线性阻尼系数,用于预报船舶海浪中的运动．提出了能量衰减函数的概念,并由实际能量衰减函数与估算能量衰减函数之间的方差最小来确定非线性阻尼系数．由船模的自由横摇试验曲线,分别估算了平方阻尼模型及立方阻尼模型的非线性阻尼系数,并与试验数据进行了比较.结果表明,在考虑了试验测量误差的情况之下,计算结果同试验结果很接近,可用于预报实船非线性横摇运动．该方法不需要事先确定阻尼的准确形式,并且可以满足大角度横摇回复力矩强非线性的要求．     

基于重叠网格的C11集装箱船自由衰减横摇模拟

为研究C11型集装箱船的大幅横摇阻尼,基于STAR-CCM+软件平台,使用重叠网格技术和流体体积函数(VOF)方法,通过求解纳维-斯托克斯方程,对该船零航速和有航速下自由衰减横摇运动进行数值模拟.数值模拟结果表明:湍流模型、运动方程约束自由度设置情况、初始横摇角释放时间等对横摇结果影响较大;使用k-epsilon湍流模型、放开6自由度、待流场稳定后释放船模所得的计算结果与试验值符合较好.     

基于Hough变换的指针仪表读数识别方法

针对广州市宇泰仪表电器有限公司85C1系列仪表的读数识别问题,提出一种基于Hough变换的图像处理方法.该方法采用彩色相机拍摄仪表图像.首先,通过指针的红色特征提取图像中的指针样本点,并应用最小二乘法获取指针的直线方程;其次,由表盘上的圆弧特征之圆心位于指针直线上的假设,利用Hough变换的原理提取出表盘上的圆弧特征;最后,通过图像变换将刻度部分的圆弧线变换成直线,实现了刻度线两端点位置的提取,并完成仪表读数识别.实验表明,该方法能够准确识别仪表读数,具有较高的鲁棒性.     

基于极点配置的智能体PID运动控制器参数优化

针对智能体的运动控制问题,以水面船舶减摇问题为例,采用易于工程实现的经典PID控制器,提出了一种以时间乘横摇和艏摇的绝对误差累积和为性能指标的单纯形优化算法来解决控制器参数优化正定问题,该方法在理论推导出控制器参数的结果后再以实际系统输出做为优化的依据进行参数整定,最终实现对横摇和艏摇的最优控制,很大程度上提高了控制器的实用性;同时由于横摇和和艏摇的频带特性之间的差异,通过引入高通滤波器更好地解决了舵减横摇对航向影响的问题,仿真结果表明单纯形算法优化的控制器参数提高了控制效果,加入高通滤波器降低了舵减摇对航向的影响。     

基于模型预测控制的桥式起重机防摇设计

针对桥式起重机工作过程中吊重摇摆的问题,基于预测控制策略提出了一种电子防摇设计方法.首先对桥式起重机进行动力学分析,利用Lagrange方程,建立了面向控制的数学模型.其次,根据对象的历史信息和未来输入预测其将来输出,结合预测误差补偿,通过性能函数的优化得到其控制律.最后,仿真结果表明,所设计的防摇系统能实现小车快速定位和吊重摆角的有效抑制.与最优防摇控制相比,系统超调量和摆角幅度均大大减小,显示了该防摇方法的优越性;加入参数摄动和测量噪声,防摇系统仍能很好地达到控制目标,说明了该防摇方法具有较好的鲁棒性.     

球笼式等速万向节圆周间隙分析

针对球笼式等速万向节的结构与运动形式，建立了椭圆沟道截面圆周间隙的空间立体模型，推导了圆周间隙角θ在任意摆角和转角条件下的计算公式，使用Matlab软件研究了θ随摆角和转角变化的规律.结果表明：θ与椭圆沟道长、短半轴、钢球半径、钢球回转半径、偏心距、摆角以及转角有关，θ的6次波动是导致汽车行驶过程中振动和噪声的主要原因.     

角度投影的大小分析

研究了空间平面角的投影与自身大小的关系，确定了它们之间的关系式；指出角度投影的大小可以大于、小于和等于原角度。     

双渐开线齿轮最小齿数的研究

从端截面开发研究双渐开线齿轮不产生根切的极限齿数,指出在界点切齿啮合时,啮合线并不通过刀尖椭圆中心,进而导出不产生根切的最小齿数计算式,并把齿顶变尖问题与不产生根切的极限齿数结合在一起进行研究,展现了双渐开线齿轮的优越性。     

球面四杆机构摇杆摆角及其图谱制作

基于特征球面四杆机构的概念建立了球面四杆机构的封闭区间。以此为基础,可在一系列封闭图面内表示球面四杆机构的尺寸类型,并在其上绘制球面四杆机构的性能图谱。文中给出了特征球面四杆机构摇杆摆角公式,并结合实例绘制了摇杆摆角图谱曲线。     

合成全息动感的新方法纵向面积分割法

讨论动感全息图的工作原理,介绍一种合成全息动感的新方法－纵向面积分割法。将物体设计为由一系列形式不同的像元组成,同时对彩虹全息图的色散观察窗进行纵向面积分割,使不同图像元通过观察窗的不同纵向位置单元成像,以实现动感。设计和制作了具有平移,缩放,旋转,摆动等不同动感的全息图。彩虹全息图色散观察窗的横向和纵向两个自由度均可利用,横向自由度保留了视差信息,纵向自由度则可用于实现全息动感。     

基于BP神经网络的悬垂绝缘子串风偏角预测模型

利用有限元方法模拟不同导线型号、导线初始应力、档距、高差等结构参数的输电线路在随机风作用下的动力响应,得到悬垂绝缘子串的风偏角.进而基于有限元模拟结果和BP神经网络构建风偏角的预测模型,将导线型号、档距、高差、导线初始应力、基本风速、保证系数作为模型的输入,悬垂绝缘子串的风偏角作为输出,通过机器学习,并采用评价指标评估其准确性,对模型进行优化.该模型可以方便快捷地预测悬垂绝缘子串的风偏角,为线路塔头绝缘设计提供依据.     

五面体加工中心立卧转换摆角头结构设计及建模仿真

针对五面体加工中心在立卧转换时传动链过长不利于提高加工精度的问题,提出了一种五面体加工中心立卧转换摆角头的新方案.该方案摒弃了摆角头传输切削动力和立卧转换各自使用独立的一套动力源单独传动的方案,采用一套动力源既可以实现切削动力传输也可以实现立卧转换的设计方案,极大地缩短了传动链,在SolidWorks中建立了其三维机械结构模型.基于Romax对摆角头的传动系统进行了建模,在不同工况下对传动系统的可靠性进行了分析.结果表明:在给定工况下传动系统设计合理,运行可靠性满足设计要求.为了保证立卧转换摆角头主轴的刚度和稳定性,采用ABAQUS对其进行了模态分析.结果表明:在额定的工作转速范围内主轴不会发生共振.     

含醇溴化锂水溶液汽液界面的分子模拟

为研究界面活性剂在溴化锂吸收机组中对吸收过程的强化机理,采用分子动力学方法模拟303 K时的水、质量分数为60%的溴化锂水溶液以及分别添加不同量的乙醇、正辛醇(1-octanol)、仲辛醇(2-octanol)、异辛醇(2-ethyl-1hexanol)的水或溴化锂水溶液的汽液界面,并且分别对其密度分布、微观结构进行研究,计算分别添加上述醇类的溴化锂水溶液的汽液界面张力,计算结果与实验值相符.模拟结果显示:正辛醇、仲辛醇、异辛醇分子吸附在汽液界面并在界面处呈优势取向,即疏水烃基指向气相,亲水羟基指向液相;醇分子的亲水基尽可能多地趋向水分子,二者在界面处以氢键相互作用;醇分子的添加量为某一特定范围时,醇分子的烃基链在界面处产生较大摆动.     

运动机构的鲁棒优化设计方法

为了解决设计中存在的公差与实际制造中的误差经常引起运动机构的实际性能发生波动甚至发生变异的问题,通过构建设计目标机构的目标函数鲁棒性和约束函数鲁棒性,将鲁棒优化设计方法应用到运动机构的设计中。通过对四杆机构的摆杆、机架尺寸发生波动时的运动响应进行鲁棒优化计算,与传统设计方法得到的优化解相对比,鲁棒优化设计解能够使设计的运动结构具有更加稳定的性能。算例表明,鲁棒优化设计方法能够有效降低参数波动对运动机构性能的影响,是解决该类问题的有效途径。