内啮合斜齿轮副齿面接触应力与有限元分析

针对数控内齿珩轮强力珩齿时被珩工件齿面应力分布规律问题,首次提出采用内啮合斜齿轮传动模型模拟替代内齿珩轮强力珩齿运动。以典型的Hertz接触理论为基础,首先计算节点P处齿面应力,其次通过计算内啮合传动啮合线上不同啮合点位置的综合曲率,引入压比系数,分析齿数为123的内齿轮分别与齿数为13、33、73、103的外圆柱斜齿轮在不同啮合线上的齿面应力分布情况。建立内啮合斜齿轮三维模型,利用三维有限元方法分别分析齿数为123的内齿轮分别与齿数为13、33、73的外圆柱斜齿轮的三个内啮合齿轮副在啮合线任意位置上的应力分布情况。结果表明:一对内啮合的齿轮副齿数差越大,且重合度小于2时,齿根处应力最大、节线附近处突然变大;齿数差越小时,齿根处应力最大。为此,内齿珩轮强力珩齿时尽可能采用齿数差较小的珩齿形式,以便控制被珩齿轮齿形挖根和中凹误差现象。     

移动机械臂的层级聚合建模方法研究

移动机械臂因机械臂在动态作业过程中的耦合效应会影响移动平台的运动特性，增加了整个系统的复杂度和非线性，给系统建模带来了极大挑战.为此提出了一种新的层级聚合建模方法.该方法依据分析力学中Udwadia-Kalaba(U-K)理论的层级属性，首先将移动机械臂划分为3个子系统，并分别利用Lagrange方程建立各自的无约束动力学模型，然后基于移动机械臂机械结构上的约束利用Udwadia-Kalaba基本方程(UKE)建立整体系统模型.此外，针对系统存在初始条件偏差的情况，利用基于Lyapunov稳定性理论来补偿初始条件偏差，以达到收敛理想轨迹的目的.仿真结果验证了该文所提出的建模方法的可行性.     

微型流化床与热重测定煤焦-CO2气化反应动力学的对比研究

对微型流化床反应分析仪(MFBRA)和热重分析仪(TGA)测定煤焦与CO₂的等温气化反应动力学进行了比较.在最小化气体扩散影响的条件下,半焦在MFBRA中的气化反应速率比TGA中大,且在转化率为0.15时有最大值.缩核模型能很好地描述半焦的气化行为.在760~1 000 ℃,半焦气化分两个阶段:在低温段,利用MFBRA和TGA求取的反应活化能基本相同,验证了MFBRA在求取反应动力学数据方面的有效性和可靠性;在高温段,MFBRA测定的反应活化能较大,说明其受扩散的抑制作用较小.相同温度下通过MFBRA求取的效率因子明显较大,这同其较快的反应速率相一致.上述差异充分说明了反应器类型对测试的(表观)反应动力学有显著影响.     

电液位置伺服系统的鲁棒自适应控制

针对由于参数不确定性、非线性等因素导致的电液位置伺服系统跟踪控制问题,基于Lyapunov(李雅普诺夫)稳定性理论,提出了一种具有参数自适应能力的鲁棒自适应反步方法.通过设计的自适应律来抑制由于参数不确定性对系统跟踪控制性能的影响,设计的鲁棒控制律使得系统具有全局一致渐近稳定性能.此外,还对伺服阀换向引起的不连续性进行了近似处理.以伺服阀控对称缸系统为控制对象,仿真结果表明,和传统的PD控制方法相比,在参数不确定性的情况下,该控制方法使得电液伺服系统的位置跟踪误差波动较小,且能以较快速度渐近收敛到0,同时所需要的伺服阀输入电压信号值也更小,相关不确定参数在经过较短时间后均可以收敛到其稳定值,从而验证了所提出算法的有效性.     

基于Udwadia-Kalaba方法的并联机器人鲁棒伺服约束控制

针对2自由度冗余驱动并联机器人轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于Udwadia Kalaba方程的鲁棒伺服控制方法.在负载、外部干扰以及制造误差的影响下,无法得到机器人精确、完整的运动模型,导致机器人控制性能变差.为解决这类不确定性带来的影响,提出了一种鲁棒控制方法.该方法通过保证系统的一致有界性和一致最终有界性,使系统能够精确跟踪理想约束轨迹.此外,该方法采用Udwadia Kalaba方程,求解控制过程中满足系统理想约束所需要的约束力.Udwadia Kalaba方程不需要Lagrange乘子或伪广义速度等辅助变量,可以同时处理完整约束和非完整约束,且可以获得满足轨迹约束的约束力解析解.利用Lyapunov函数对该鲁棒控制方法的稳定性进行了理论证明,并且通过仿真实验,验证了该鲁棒控制方法能够在非理想条件下实现给定轨迹的高精度跟踪控制.     

基于轮廓关键点的B样条曲线拟合算法

针对逆向工程中的点云切片轮廓数据点列,提出一种基于轮廓关键点的B样条曲线拟合算法.在确保扫描线点列形状保真度的前提下,首先对其进行等距重采样等预处理,并遴选出曲线轮廓关键点,生成初始插值曲线;再利用邻域点比较法求出初始曲线与各采样点间的偏差值,在超过拟合允差处增加新的关键点,并生成新的插值曲线,重复该步骤至拟合曲线满足预定精度要求.实验表明,在对稠密的二维断面数据点进行B样条逼近时,该算法能有效压缩控制顶点数目,并具有较高的计算效率.同时,由于所得控制顶点的分布能准确反映曲线的曲率变化,该方法还可作为误差约束的曲线逼近中的迭代步骤之一.     

风力机叶片压电振动的主动控制研究

提出了将智能材料粘贴在叶片表面或嵌入叶片内部形成新结构的概念。本文将智能材料作为传感器和作动器，通过机电耦合抑制叶片的振动；利用有限元软件 Algor 分析在气动力作用下叶片的应力、应变；基于压电陶瓷第一压电方程，将风电叶片简化成柔性悬臂梁，建立了压电智能悬臂梁状态空间的动力学模型；针对此系统利用最优控制理论进行主动振动控制，设计了在系统低阶模态空间的振动控制器。最后通过计算机仿真得出：系统振动幅度缩小了约20%，振动时间减少了约80%，从而说明了此主动振动控制方法的有效性和可行性，对防止叶片这一弹性体发生颤振也起到一定的作用。     

智能风力机叶片振动主动控制研究综述

风力机叶片是一个细长柔性体,承受多种交变力的作用,其可靠性受到越来越多的关注,现有风力机叶片的被动式控制很难适应风力机叶片大型化发展的要求,针对智能结构的风力机叶片主动控制的研究越来越受到重视。本文对智能风力机叶片的振动主动控制问题进行了综述,包括结构设计、不同智能材料选用及各类控制算法(如直接速度控制、状态空间控制、神经网络控制、前馈控制、自适应控制等不同的控制策略)的运用等。现有的研究存在不同程度的不足:1叶片智能结构设计不足;2智能风力机叶片的理论建模不足;3针对风力机叶片的振动主动控制技术有待完善。今后应加强以上方面的研究力度。     

不确定电液位置伺服系统的自适应终端滑模控制

为了解决非线性、不确定电液伺服系统的位置跟踪控制问题,提出了一种基于反步法的自适应终端滑模控制方法.该方法将自适应控制和终端滑模方法结合在一起,一方面,提出的自适应控制律可以对电液伺服系统中的不确定性参数进行有效在线估计和补偿;另一方面,通过引入误差吸引子到滑模趋近律中得到变系数趋近律,设计的终端滑模控制律不仅能够消除普通终端滑模控制律中的非奇异项,还大大降低了滑模面的抖震.最终,根据Lyapunov稳定性理论,位置跟踪误差的有限时间稳定性得以严格证明.将该方法与积分反步滑模控制和线性滑模控制方法进行了对比研究,仿真结果验证了该方法在电液伺服系统位置跟踪控制方面良好的鲁棒性和跟踪精度.     

对云导风矢量模型的若干研究

云导风矢量是描述示踪云运动的特征表示,可通过对具有一定时间间隔的两幅相关卫星云图分析获得.采用解析几何的方法完成云图内像素点与地球经纬度的对应.针对云图匹配中可能出现的多峰值问题,提出了一种基于交叉相关系数法的改进算法,提高非零风矢的质量.同时提出了自适应调整窗口大小和搜索范围的算法,在保证云迹风场的质量的前提条件下,降低计算复杂度.通过仿真,获得带压强显示的风场分布图.