基于光盘质量的动态自适应技术的设计与实现

采用动态自适应技术来根据光盘质量对主轴转速作自适应的调整,以最佳的速度读取光盘数据,有利于数据的顺利读取和保护光头组件。相应地针对光盘反射信号的质量提出一种间接评估数据质量的方法,设计了基于光盘质量的动态自适应技术,并应用于高速光盘驱动器伺服控制系统中。     

应用动力学模型的高速主轴无试重动平衡方法

为解决高速主轴由于不平衡导致的振动问题,提出了一种基于动力学模型的高速主轴动平衡方法,其仅需在工作转速下采集振动响应数据,且无需停机试重.该方法通过对连续分布的不平衡量进行集中化处理,缩减不平衡响应与不平衡量之间的关系矩阵,可以在高速主轴的任意2个位置上实现双面平衡.研究结果表明,该方法能够准确地识别出等效集中的不平衡量,且所识别的由等效不平衡量引起的振动响应与原始振动响应基本一致.因此,添加配重后可使主轴各位置不平衡振动得到有效地抑制.     

快速模拟退火算法用于噪声图像配准

提出一种基于快速模拟退火的噪声图像配准算法，将模拟退火算法纳入鲍威尔(Powell)直接搜索法可以使优化解不陷入局部极值解而获得全局优化解，而且可大大地提高运算效率。实验表明，该算法能对平移、旋转后的噪声图像进行有效地配准。     

注液式高速切削主轴动平衡装置设计及其性能研究

为有效抑制高速切削主轴的不平衡振动,提出了适用于该类主轴的注液式在线动平衡装置,并讨论了该装置的工作原理及平衡终端的结构特性.为了实现喷液量的精密控制,通过控制液压系统喷射管道的直径、液体压力等参数,使平衡液体处于层流运动状态.通过分析平衡终端内、外圈径向位移与转速的关系,验证了该装置在高速旋转下的安全性.在研究该装置的平衡能力及精度的基础上,通过合理设计液体容腔,实现了喷液量与平衡配重间的线性关联.此外,还提出了考虑初次试重预估的迭代矢量反馈平衡控制策略,从而满足了该装置用于高速平衡时的特殊需求.高速主轴动平衡实验的结果表明,在20 700 r/min时,通过平衡操作可使主轴不平衡振动的幅值下降约78.8％,从而验证了该平衡装置及其平衡控制策略的有效性.     

机床主轴系统采用油膜辅助支承的研究

本文对机床主轴系统采用油膜辅助支承进行了试验研究,通过试验及计算机模拟计算,确定出油膜辅助支承最优阻尼系数。将CA6140型车床主轴系统的中间滚动支承更换为油膜辅助支承后,其共振频率提高11Hz,轴端共振振幅降低48％,极限切削宽度提高40％。油膜辅助支承具有结构简单、成本低、工作可靠、安装方便等优点,可使主轴系统的动态性能及切削抗振性得到显著提高,对其回转精度及其它性能均有较好效果。     

机床高速主轴系统的动力学特性

基于Riccatti传递矩阵法，对正在研制的MK2120A型内圆磨床的高速主轴系统进行了动力特性分析，不同规格砂轮对主轴系统的固有频率影响可忽略不计，而不同规格的皮带轮对多统的高阶固有频率影响很大；经过结构动态设计，使主轴临界转速与额定转速之间呈合理布置，确保主轴系统具有优良的动力学品质。研究表明：此方法计算简单，精度较高，计算主轴系统回转效应快捷有效。     

高转速下主轴-刀柄结合部接触刚度分析

提出一种宏微观相结合的方法建立高转速下主轴-刀柄系统结合部接触刚度模型.宏观上假设主轴-刀柄结合面为理想圆锥面,通过有限元方法获得不同转速下锥形表面的接触压强分布;微观上假设接触表面由微凸体构成,并基于接触压强采用考虑域拓展因子影响的三维分形模型计算锥形结合部的接触刚度.以BT40刀柄为研究对象,其无转速工况下主轴-刀柄系统理论预测与实验频响函数一致性较好,在此基础上分析转速及拉刀力对结合部刚度影响规律,确定了转速极限值为1.5×10~4 r/min,拉刀力合理取值范围为[8,12]kN,研究结果为主轴-刀柄系统的结构优化及应用提供理论基础.     

基于Powell搜索法的混合微粒群算法

利用Powell搜索法求解精度高、收敛速度快和局部搜索能力强等优点,本文提出了一种与Powell搜索法相结合的改进微粒群算法实践.改进算法将微粒的搜索过程分为两阶段,第一阶段,将PSO算法的速度公式改进后进行搜索;第二阶段,将第一阶段的最后一代微粒作为Powell搜索法的初始点,让Powell搜索法与PSO算法交替进行.这样既克服了PSO算法易陷入局部最优的缺点,也大大提高了算法的求解精度和收敛速度,同时保持了微粒的多样性.仿真结果表明:同PSO算法相比,Powell-PSO算法具有较高的求解精度和较强的寻优能力,并且不论是对单峰函数还是多峰函数都能取得很好的优化效果.     

机床主轴的模糊可靠性优化设计

针对机床主轴常规优化设计不考虑设计参数的随机性和模糊性 ,提出将模糊可靠性引入到主轴的优化设计中 ,在常规优化设计的基础上建立了机床主轴模糊可靠性优化设计的数学模型。     

一种改进的基于PCA的ICP点云配准算法研究

三维点云配准是三维重建过程中的重要环节,ICP配准算法无法处理初始位姿相差较大的点云,结果可能陷入局部最优的问题。本文提出了一种改进的基于PCA的快速ICP匹配算法,通过对两组点云进行主成分求解,形成各自的PCA坐标系。对两组点云分别进行坐标系转换,通过主轴校正矩阵解决了PCA主轴反向问题;利用K-D tree快速搜索最近点改进传统ICP方法,完成点云的快速精确配准。实验表明,该配准算法可以有效处理点云初始位置较差的情况,实现任意位姿关系下的两组点云的快速精确配准。