6-PSS虚拟轴机床运动分析

建立６－ＰＳＳ虚拟轴机床机构运动学模型,进行运动学分析。为减少运动杆之间的结构干涉,且保证加工过程的６个自由度,采用交刀具平台绕其自身轴线转动的自由度由安装在该平台上的刀具转动代替的方法,并在此基础上进行位移、速度分析,给出了解析表达式。通过自行开发的仿真软件给出了驱动端运动规律曲线。该运动学模型使工过程的描述直观简洁。     

中尺度模式湍流参数化的比较研究

在中尺度区域模式MM4的基础上对其中的湍流参数化方法作了改进,尝试用非局地闭合方法代替局地 K 闭合处理湍流扩散问题,分别以原MM4中有云和无云的水份处理方案作为控制方案。比较的结果证明,非局地方法若要应用于实际预报,还需要作较大的改进,主要是针对决定过渡矩阵的非局地混合潜势。目前的过渡矩阵表达方式使物理量在空间的分布不合理地过于均匀,造成了降水量的减少。     

避免关节限制的机器人冗余分解方法

对几种主要的机器人运动学冗余分解方法进行了总结,指出了每种方法的优点及存在的问题;介绍了基于优化的任务扩充方法并讨论了这一方法的关切限制避免问题,通过一实际的四自由度平面机器人的仿真,比较了梯度投影法和任务扩充的方法。     

双臂机器人避关节极限与避奇异位形优化研究

关节极限及机械手臂的奇异位形的限制,往往导致协调任务失败。通过对冗余双臂机器人的研究,利用冗余手臂的自运动特性并基于梯度投影法及奇异鲁棒性求逆法完成了冗余手臂的避关节极限及避奇异位形的优化。经过优化后获得了最优的关节位形,同时对双臂末端轨迹的误差进行了分析和控制,有效的降低了末端轨迹跟踪误差,使机械手臂的运动性能得到了明显的改善。最后通过仿真验证对比优化前后的结果可知此优化方法的可行性。为冗余双臂机器人协调控制方法的研究提供了条件。     

单级悬浮工作台平面运动测量系统对准误差分析

为了得到单级6自由度悬浮工作台的运动学模型,将非接触驱动和支承等效为由万向联轴器、伸缩杆和平面运动副组成的支链,在移动台转角很小的情况下,平面运动与离面运动相互独立,且不受伸缩杆与基座表面垂直度误差的影响.基于欧拉转动定理,通过计算工作台在2个不同位置时光轴与反射镜镜面交点之间的距离,建立了工作台平面运动测量系统三维对准误差模型.测量误差的分布及其对误差源的灵敏度表明,二维对准误差分析方法忽略的离面对准误差的灵敏度最大可达平面对准误差灵敏度的25%,L形反射镜绕z轴偏转造成的对准误差及镜面垂直度误差是影响测量误差的主要因素.     

永磁球形步进电机控制驱动器设计仿真与实验

为了在三维永磁球形步进电机中应用新的电流控制方式,采用自适应和变结构控制算法以适应电机负载运行的复杂工况,设计了基于电流跟踪PWM和分时控制基础的电流控制驱动器。Simulink环境下的仿真模型验证了该设计思想的可行性,并在具体的实验平台上得以验证。实验结果表明,该控制驱动系统可以实现永磁球形步进电机的连续轨迹运动控制,完成相应的高级控制算法。

Abstract：

In view of adapting new current control method in the complicated working state of the three-dimensional permanent magnet spherical stepper motor,adaptive and switching control algorithm were applied in the motor control to drive mechanical loads.A current control driver system based on current-tracking and time-sharing strategy was discussed.Simulation and experiment results prove the efficiency of the design principle in Simulink environment and on test platform.Experiment results show that this control system could assure the rotor to follow the continuous path motion and accomplish relevant advanced control algorithm.     

凸轮轴磨床OEM软件的二次开发及算法设计

为提高Siemens数控技术的通用性,以SINUMERIK840D数控系统为开发平台,利用Siemens提供的OEM（Original Equipment Manufacture）软件包,并充分发挥VB(Visual Basic)和VC++(Visual C++)的接口优势,将VB开发环境下的编程与VC++下的DLL(Dynamic Link Library)文件有机地结合起来。分析了给定数据下凸轮轮廓的算法设计,并在此基础上深入探讨了砂轮中心点的轨迹方程,建立了实际砂轮进给量与凸轮转角之间的数学模型,最终开发出了满足凸轮轴磨床特殊加工工艺的OEM软件。     

基于超平面同伦法的平面过约束机构判定

过约束机构的研究涉及到非线性代数方程组的高维解问题,现有的数值法难以确定方程组是否存在高维解,提出超平面同伦法,并基于该方法提出了过约束机构的判定准则.发现了一种平面四回路过约束机构,并运用判定准则对该机构进行验证.通过对该四回路过约束机构的过约束条件分析,构造了一类新的平面过约束机构.     

并联机床刀位文件生成及后置处理

以6-TPS型并联机床为结构模型,阐述了数控代码生成原理及无干涉刀位文件的生成方法。给出了机床后置处理的公式化描述,建立了后置处理器的系统框架,探讨了后置处理过程中坐标变换和作业空间检验,提出了利用多余自由度优化动平台位姿的策略。研究了通过优化一组刀位文件的综合误差度来确定工件坐标系定位矢量的方法,提出了基于刀轴矢量的Descartes空间插补算法。提出的系统结构及算法已经在多台并联机床开发中得到应用和验证。     

黄土坡面漫流过程的有限元模拟

本文应用有限元法求解地表径流的运动波方程,模拟了陕北子州岔巴沟流域内径流实验场的天然降雨的坡面漫流过程,效果尚好。这表明,有限元法是求解地表径流物理模型的可行方法。文中还分析了此模型在基本假定上的欠缺以及用于实际预报尚待解决的问题。