涡轮流量计的二元流动理论模型

本文应用二元边界层理论的动量积分关系式导出了作用于涡轮流量计叶片上粘性摩擦阻力矩T_(fb)的理论模型。并给出应用二元叶栅理论所获得的涡轮流量计驱动力矩T_d的表达式。计算表明作用于叶片上的粘性摩擦阻力矩的大小具有与驱动力矩相同的数量级。文章还应用流体力学基本理论给出了涡轮流量计的轮壳阻力矩T_(fh)、阻力矩T_(ft)、轴承阻力矩T_(fj)和轮壳端面阻力矩T_(fe)的计算公式。计算表明,叶顶其中轮壳阻力矩比其他阻力矩(除粘性摩擦阻力矩之外)均大一个数量级以上。文章又通过涡轮流量计的平衡方程式计算出涡轮流量计的仪表常数。结果表明,计算值与实测值甚为吻合。     

六自由度水下机械臂动力学模型及流阻影响研究

针对应用于深水环境的六自由度水下机械臂,首次基于迭代Newton-Euler矢量力学方法和Morison方程建立了静水条件下考虑流体阻力的六自由度机械臂动力学模型,得到了各关节流体拖曳力矩和附加质量力矩的解析表达式,进而推导获得了各关节的驱动力矩和水阻力矩解析表达式.通过Matlab软件仿真分析了流体阻力对机械臂关节控制力矩的最大影响可达8.69%,结果表明流体阻力对机械臂的影响是不可忽视的.在某些水下高精度作业的情况下,应用文中提出的考虑流体阻力影响的六自由度机械臂动力学模型可以获得更高的机械臂控制精度.      

刚体转动惯量实验仪实验的误差分析

分析了刚体转动惯量实验仪实验中的误差来源,指出时间测量不准确与阻力矩是产生误差的主要因素,测量了阻力矩的大小,定量分析了阻力矩的影响,当砝码质量为20g时,阻力矩与砝码的拉力矩之比可达19%。     

多轴轮毂电机驱动车辆的转向阻力特性

为研究多轴电动车辆的转向阻力特性,在考虑了轮胎负荷变化对轮胎侧偏刚度影响的基础上,建立了车辆3自由度动力学模型;提出了一种稳态转向工况下的转向阻力计算方法,推导了轮胎侧偏角和转向阻力矩的理论计算式.基于该模型,分析了转向阻力矩与转向输入量和车速的关系及理论约束边界,比较了在相同质量与等效履带接地长度条件下轮胎式与履带式车辆的转向阻力矩,讨论了轮胎侧偏角对轮胎力分配的影响,并通过ADAMS软件对计算结果进行了验证.结果表明,相同参数条件下,多轮驱动车辆的转向阻力矩大于履带式车辆的阻力矩,计算模型可为转向控制策略提供理论参考.     

陀螺内部摩擦对旋转物体等效原理检验的影响

利用角动量定理对实验采用的电磁驱动机械陀螺的内部摩擦力矩进行测量,分析了这一摩擦力矩对宏观旋转物体等效原理扭秤方案检验的影响,并就此提出了几项改善措施.实验结果表明:该摩擦力矩正比于陀螺的角速度,当陀螺旋转的角速度达到17 000 r/min时,陀螺内部摩擦力矩达到1×10-4N.m,这一大小对宏观旋转物体等效原理检验扭秤方案的预期精度给出了严格限制.     

六轮铰接车转向能力的分析与仿真

为了解决一般铰接车折腰转向空间利用率低的问题,设计了一种采用后轮转向方式的六轮摆臂铰接车。根据其结构特点,建立了铰接车转向力学模型,对其转向阻力矩和转向驱动力矩进行了理论分析,得出决定铰接车转向阻力矩大小的因素。利用多体动力学仿真软件RecurDyn建立了铰接车仿真模型,通过对转向阻力矩理论值与仿真值的对比分析,验证了理论计算方法的正确性。     

内嵌阻尼器的摆动伺服气缸

针对普通摆动气缸不能在行程中间实现任意点精确、快速定位的问题,研究开发一种摆动伺服气缸。提出集成叶片式气压驱动装置、圆盘式磁流变液旋转阻尼器、角度检测装置的摆动伺服气缸结构方案。设计了高速响应的驱动电源,线圈电流的阶跃响应时间约为1ms。对摆动伺服气缸基本性能试验结果表明:摆动伺服气缸具有良好的驱动性能,摩擦力矩较小,对气压驱动基本无影响,可调阻尼力矩在控制电压4.5V时达到饱和阻尼力矩24.7N·m,动态力矩平稳,波动在5%以内,输出力矩响应时间约为35ms。     

应用于类球体细胞电旋转分析中的介电参数求解算法

根据薄膜理论建立了一种面向类球体细胞的单壳介电模型,分析了细胞在电旋转静流场中的受力,并由旋转力矩和斯托克斯流体阻力矩平衡原理,推导得到细胞各层介电参数方程组.利用引入压缩因子的粒子群优化算法求解细胞的介电参数,并讨论了压缩因子的变化对求解结果的影响.以Granulocytes白细胞为例进行算法验证,得到细胞膜的电导率和相对介电常数分别为7.25μS/m和10.3,细胞质的电导率和相对介电常数分别为0.487 S/m和136,且压缩因子的变化仅影响各组解的搜索概率,加速系数为2.015时所需解的搜索概率达到最高值.算法结果与白细胞介电参数的经验数据相吻合,表明该算法具有较高的精确性和稳定性.     

基于等效阻力矩的机器人关节反向驱动控制

针对微创手术机器人术前手动调整困难的问题,以简化的单关节为对象研究其反向驱动的控制方法.建立关节的等效阻力矩模型,通过参数辨识实验得到系统的动力学参数.为获得准确的关节转动速度和加速度等信息,搭建状态观测器对系统状态进行重构,并通过仿真确定合理的观测器反馈矩阵.利用状态观测结果结合关节等效阻力矩模型实现单关节的反向驱动控制方法.实验结果表明:所设计的控制方法能够较理想地补偿反向驱动过程中重力、摩擦力和惯性力的影响,使反向驱动所需力矩的平均值降低70%以上,且有效改善了关节运动过程中的爬行问题.     

发动机停机活塞位置控制策略研究与仿真

由于惯性作用,发动机停油熄火后,曲轴飞轮组受缸内剩余气体阻力矩和摩擦力矩的影响做减速运动,活塞逐渐完全停止。对活塞停止产生影响的摩擦力矩是运动副上产生的机械损失功,是不可控的。而气体阻力矩可以通过控制节气门开度的大小来控制,本文首先建立了电子节气门的数学模型,并在Matlab/Simulink进行了仿真,理论上实现了通过调整节气门开度大小调节气体阻力矩达到控制活塞的目的。     

普通物理学中“进动”的补充教材

国内多数普通物理学教材中“进动”这一课题论述得比较简单。一般以自转轴水平放置的旋转陀螺为例,一端搁在支点上,自转轴可以向任何方位自由转动。陀螺的重力对支点的力矩M在△t时间内对陀螺产生M△t的冲量矩,使陀螺在水平面上得到一动量矩的增量△L=M△t。由于△L的方向总是垂直于自转动量矩L,所以L只改变方向,不改变大小。于是L的端点作一圆周运动,也就是自转轴绕支点在水平面内旋转,称为进动。对这种讲     

平衡式两排轴向柱塞泵变量机构特性分析

由于平衡式两排轴向柱塞泵斜盘具有多个斜面而变量困难,比较适合被用于定量供液的液压传动系统中,成为制约平衡式两排轴向柱塞泵拓宽应用的一个关键因素。通过分析轴向柱塞泵各种变量方式的优缺点,指出对平衡式两排轴向柱塞泵而言,改变斜盘与配流盘间的相位角实现变量可行性较高。以旋转配流盘为例,建立了平衡式两排轴向柱塞泵变量机构的驱动力矩方程,并研究了其对泵流量脉动的影响,结果表明:斜盘双侧受脉动压力,旋转时驱动力矩小;随着斜盘与配流盘相位角的增大,其流量脉动增大,但由于平衡式两排轴向柱塞泵内外瞬态流量的叠加,可使该缺陷得到一定程度的弥补。     

基于Zernike矩的图象识别

分析了Zemike矩的旋转不变性特征，并将其应用于旋转目标的识别。由于Zemike矩可以构造任意高阶矩，所以Zemike矩的识别效果优于其他方法。因而Zemike矩在旋转目标识别中具有广泛的应用前景。     

基于Zernike矩的图象识别

分析了Zernike矩的旋转不变性特征 ,并将其应用于旋转目标的识别。由于Zernike矩可以构造任意高阶矩 ,所以Zernike矩的识别效果优于其他方法。因而Zernike矩在旋转目标识别中具有广泛的应用前景     

大间隙磁力传动系统矩角特性计算模型

为了使系统保持最大驱动力矩、寻求驱动力矩随永磁体转角变化的规律,通过有限元仿真的方法,确定了电磁体的通电状态切换区间;建立了系统矩角特性计算模型,用MATLAB对其进行求解,分析得出了系统矩角特性曲线变化规律;搭建了相应的实验系统,对各参数条件下的系统平均力矩进行了测量.通过对比研究结果表明,系统矩角特性曲线与有限元仿真所得最大包络线变化一致,并围绕实测的平均力矩波动,所得到的矩角特性计算模型是可信的,得到了主要参数对系统驱动能力及转矩脉动程度的影响规律,为进行提高轴流式血泵稳定性方面的研究提供了理论依据.     

弹簧疲劳试验机机构的优化配置

本文通过对弹簧疲劳试验机工作阻力和阻力矩、惯性力和惯性力矩的分析与计算，给出了试验机机构的优化配置方案．实验证明：通过合理地配置４个压盘的工作顺序，可显著地减小往复惯性力和惯性力矩，减轻试验机的强烈振动和噪音，提高机构的运动精度和工作平稳住．同时本文也给出了工作阻力和阻力矩的计算公式及计算实例．为合理配置电动机功率提供了理论依据．     

旋转电机电磁力矩的磁场(极)观点

前言 旋转电机的电磁力矩,在本质上可以认为均属于载流道体或线圈在由这些导体或线圈建立的磁场中所受的机械力,这种力称为电磁力或电动应力,由这种力所产生的力矩称为电磁力矩。因此,完全有可能应用这统一的观点和方法来研究旋转电机电磁力矩的性质和计算方法。 一般电力机械教科书关于电磁力矩部分的处理甚少贯彻这一场的观点。 本文是一篇读书报告。作者意图通过这篇报告的整理,引起本学科大学教本的撰写者或教学工作者考虑采用这种观点方法贯穿于旋转电机电磁力矩的讲述中。     

基于介电泳的电旋转芯片电极结构优化与仿真

针对电旋转芯片不同形状的电极结构进行了旋转力矩分析。首先分析了电旋转模型的电场,建立了旋转电场的力矩数学模型;然后主要对凹圆形、方形、双曲线和三角形四种电极结构形成的旋转电场,利用COMSOL Multiphysics进行了有限元仿真分析,分析比较了四种电极结构的电场有效因子和旋转电场质量因子Q。仿真结果表明,双曲线形的电极结构形成的电场强度较强,旋转力矩较为平稳,是四种结构中最理想的旋转电极。     

一种伺服电动缸驱动的雷达俯仰轴自适应控制

本文针对大尺寸阵面雷达天线中,俯仰轴旋转控制时受天线风力矩、惯性力矩和摩擦力矩影响过大,从而导致控制稳定性差、控制精度降低的问题,提出一种新的采用伺服电动缸驱动形式的雷达俯仰轴控制结构,将雷达俯仰轴的旋转运动控制转换成电动缸丝杠的直线运动控制,提高了雷达俯仰轴的抗干扰能力和控制稳定性;基于雷达俯仰轴转动和伺服电动缸丝杠直线运动之间的非线性关系,设计了一种自适应模糊PID控制器,实现了雷达俯仰轴的稳定控制,仿真结果验证了所设计控制器的有效性和实用价值。     

基于机构最小阻力定律的旋转型变自由度机构运动顺序研究

基于机构最小阻力定律,对平面旋转型变自由度机构在考虑摩擦力、重力等情况下的机构杆件的转动条件进行了分析,提出杆件转动条件的表达式;基于泰勒级数展开式,对转动杆件考虑摩擦时的摩擦力矩进行了线性化处理;以平面五杆机构为例对机构运动顺序进行了分析。