两自由度并联机器人控制系统设计

针对机电装配、医药包装等行业自动化抓取和放置实际应用的需求,设计了一种采用直线伺服驱动技术的两自由度高速并联机器人。首先进行了机器人的机械结构设计,并且通过运动学分析,结合运用蒙特卡洛法与几何法求解出并联机器人的工作空间;其次采用MCU+CPLD(STM32F103+MaxⅡ)的双控制架构,根据工作空间结构在MCU中设计出高效的运动轨迹生成算法,并在CPLD中运用DDS技术将伺服运动参数转换成脉冲经一级差分后输出到伺服驱动器。在双控制器的通信方面合理利用CPLD中的状态机提出了双级数据缓冲方式,使得MCU写与CPLD读交错进行,可以实现数据的无缝刷新。最后进行了并联机器人系统样机的制作与调试,分析结果表明所研制的机器人控制系统能够使机器人快速抓放金属小球,实现稳定可靠运行。     

Ru-B/MIL-53(AlxCr1)催化剂在苯部分加氢反应中的催化性能

金属-有机骨架材料不仅比表面积大、孔隙率高、孔道规则, 而且化学性质和结构性质多样、可调, 所以在近年来受到了研究者的广泛关注. 合成了MIL-53(Al)、MIL-53(Cr)及新颖的含有二元配位金属的MIL-53(Al_xCr₁)(x=1, 2, 3, 4)材料, 以此为载体采用浸渍-化学还原法制备了Ru-B/MIL-53催化剂, 考察了它们在苯部分加氢制环己烯反应中的催化性能. 催化剂评价结果表明, Al/Cr比不仅影响Ru-B/MIL-53催化剂上的初始反应速率(r₀), 也影响环己烯的初始选择性(S₀). 一般而言, 高Al含量的MIL-53作为载体对r₀有利, 而含有二元配位金属的MIL-53作为载体时, S₀高于仅有单一配位金属的MIL-53载体. 在环己烯选择性最高的Ru-B/MIL-53(Al₃Cr₁)催化剂上, r₀和S₀分别为9.2 mmol/(min·g)和71%. 采用多种手段, 对环己烯选择性差异最为显著的Ru-B/MIL-53(Al₃Cr₁)和Ru-B/MIL-53(Cr)催化剂的物化性质进行了对比研究, 发现二者Ru-B纳米粒子的化学组成、电子性质、微观结构接近, 但前者的活性表面积大于后者, Ru-B粒子的尺寸更小, 分散更加均匀, 且金属-载体作用更强. 更小的Ru-B粒径不仅能够提供更多的活性位, 而且也有利于环己烯选择性的提高. 通过对反应条件进行优化, 在180 ℃和5.0 MPa H₂压力下, 以100 mL乙醇胺为修饰剂时, 在Ru-B/MIL-53(Al₃Cr₁)催化剂上可得环己烯得率29%的结果.     

自由活塞压缩管ALE方法数值模拟

当前国际上实现高焓气体流动的实验手段之一是自由活塞驱动类脉冲设备,包括自由活塞激波风洞和自由活塞膨胀管.采用自由活塞压缩管作为激波风洞和膨胀管的驱动段时,其驱动能力在很大程度上决定了该类设备的性能.本文采用计算流体力学中任意拉格朗日——欧拉方法(arbitrary Lagrangian Eulerian)数值模拟了压缩管内部的自由活塞运动和气体流动特征.采用移动网格技术来适应活塞运动边界,耦合求解网格运动和气体流动过程,并通过双时间步长方法进行流体运动的时间积分.为了满足几何守恒律(geometric conservation law),对移动网格的法向矢量和表面面积计算进行了修正.不同时刻的活塞位置试验测量结果及欧拉方法预测结果,以及基于简单波理论获得的运动活塞底部气体压力、活塞速度与活塞位置都与当前的ALE方法十分一致.该工作为下一步数值模拟自由活塞激波风洞和自由活塞膨胀管中包括压缩管、激波管和喷管等不同部位的耦合流动提供了基础.      

双余度发动机状态监测技术的研究与应用

在飞机、舰艇、装甲、汽车电子控制系统中采用双余度发动机状态监测技术,能够有效提高飞机、舰艇、装甲、汽车运行的安全性和可靠性,以某型涡轴发动机为研究对象,对双余度发动机状态监测技术进行了深入研究,研制了双余度发动机状态监测系统,介绍了系统的总体设计、软硬件设计、余度设计,虚拟仪表设计,并在双余度发动机状态监测系统的设计中引入了嵌入式PC/104模块;为了使状态监测系统具有更好的扩展性和适应性,将系统设计成可以在两种方式下工作:机载运行方式和地面试车方式,通过这两种方式对发动机状态进行自动监测,为发动机的状态趋势分析、故障诊断和视情维修提供科学的依据;采用双余度发动机状态监测技术研制的某型涡轴发动机状态实时监测系统经过了大量的地面试验和某型直升机上试飞试验,功能、性能满足要求,目前该系统已在某型直升机上得到应用。     

一种高可靠航天器火工品等效器的设计与实现

目前航天器电传爆火工品采用脉宽信号起爆,一般多个点同时起爆,路数较多且脉宽窄。针对航天器地面模飞测试时,精确监测各个火工品起爆次数和起爆指令脉宽问题,提出了一种火工品等效器的设计方案,它由PXI工控机、通用板卡和专用板卡,以及备份数据浏览终端等4部分组成,具有可靠性高、通用性强、维修性好等特点,已在YZ-3上面级中得到应用,对整器自动化测试和发射起到了有力的支持作用。     

有限维空间上的椭圆框架

研究有限维Hilbert空间上的椭圆框架,给出了对偶椭圆框架的刻画,并得到了两个椭圆框架之和何时仍是一个椭圆框架的条件.     

双渠道供应链多期多目标动态选址模型

考虑双渠道供应链环境下的物流配送选址问题的特殊性,建立顾客需求随机环境下,考虑网络直销和中央仓库传统零售渠道相结合的中央仓库多期多目标动态选址模型,模型不仅考虑了最小化相关的运作成本,并且考虑了客户的最大满意度,给出了中央仓库在整个规划期内的打开、运营、关闭和再次打开的成本表达式,使用主要目标法将多目标转化为单目标模型.设计了基于顾客满意度的贪婪启发式求解算法.求解结果表明,该结果包含了以最小化物流成本为目标的选址模型的最优解,为双渠道供应链环境下的中央仓库选址提供了更加灵活并且全面的依据.     

相变膨胀珍珠岩制备工艺及相变控温砂浆性能

根据低共熔相变点理论计算结果,制备月桂酸-肉豆蔻酸二元低共熔脂肪酸相变材料,以膨胀珍珠岩为无机载体,采用高温真空浸渍法制备相变骨料,并对其进行包裹,确定最佳包裹材料及掺量.通过场发射扫描电镜观测相变骨料切割截面,脂肪酸经吸附进入多孔颗粒内部,并黏附于珍珠岩孔隙内壁,经石蜡包裹后脂肪酸相变材料较稳定地处于石蜡与膨胀珍珠岩内壁包围的孔空间内.利用相变骨料制备相变控温砂浆,测试其物理力学性能及热性能.结果表明:相变珍珠岩砂浆板物理力学性能达到建筑保温砂浆标准要求,且具有较好的控温效果,随着脂肪酸掺量的增加,有效热量值降低越多,温度延时越长,降温幅度越大.     

基于信号跳变时间可调整的容错路由器

设计了一种基于信号跳变时间可调整(STTA)的片上网路容错路由器.首先,这种路由器能够准确预测总线的串扰故障,并通过错开信号跳变的方法容忍总线的串扰故障.然后,为了容忍寄存器上的单事件翻转(SEU),路由器中所有的寄存器被替换成双内锁单元(DICE).结果表明:基于STTA的路由器仅需在普通路由器上增加46%的面积开销和70%的功耗开销,就能容忍总线上串扰导致的故障和寄存器上的SEU.与基于TS-HC-TMR和SCAC-TMR方法的容错路由器相比,基于STTA的路由器至少减少了93%的面积和55%的功耗开销,有效地解决了容错路由器开销过大的问题.