基于PSO算法的直接进给轴摩擦特性研究

直线电机驱动的进给轴在进给过程中易受到导轨滑动摩擦特性影响而存在高度的非线性特性,非线性摩擦是影响直线电机驱动的伺服系统动静态性能的主要因素。提出了一种新型的直接进给轴非线性摩擦迟滞模型,并给出该摩擦模型的参数辨识策略,建立了直接进给轴摩擦非线性迟滞特性的综合数学模型,并在建立的数学模型的基础上建立了基于Simulink的仿真模型。以基于电流反馈检测为手段,采集了位移和所对应迟滞摩擦力的样本点。以采集的样本点为基础,给出了通过粒子群算法(PSO)辨识摩擦迟滞模型的方法。最后,通过Simulink仿真平台验证了所提出的的摩擦迟滞模型和模型参数辨识方法的准确性。仿真结果表明,辨识的摩擦模型能准确的反映直接进给轴的摩擦分布特性,提出的直接进给轴迟滞摩擦模型参数辨识方法具有可行性。     

基于遗传算法辨识的进给伺服系统摩擦特性研究

因为直线进给伺服系统容易受到摩擦力的影响,对于以高速高精度直线电机为组成核心的进给系统,消除摩擦力的影响尤为重要。因此,本文以直线电机导轨的摩擦力为研究对象,基于能反映摩擦过程中动静态特性的LuGre摩擦模型,考虑了摩擦迟滞非线性因素的影响。以单轴直线电机进给系统为实验平台,通过LabVIEW构建摩擦力实验测试平台,经过与MATLAB交互的小波去噪算法的滤波后得到摩擦力数据。利用遗传算法的摩擦模型参数辨识方法有效地对模型参数进行了参数辨识。该方法得到的结果与通过实验得到的数据具有一致性,验证了方法的正确性与辨识结果的准确性。     

基于模糊辨识的直线电机进给轴摩擦辨识

直线电机驱动的进给轴在进给过程中容易受到导轨滑动摩擦特性影响而存在高度的非线性特性,给进给轴的高精度跟随控制带来困难。研究给出一种基于模糊辨识的直线电机驱动进给轴摩擦辨识策略,以直线电机驱动进给轴为研究对象,给出了基于电流反馈为手段的样本数据采集方法,应用基于数据驱动的模糊辨识方法辨识摩擦模型,构建了直线电机驱动进给轴的摩擦仿真系统。以直线电机驱动进给轴为研究对象构建实验平台,仿真和实验结果表明提出的摩擦辨识方法能精确地辨识直线电机驱动进给轴的摩擦模型。     

直线进给轴热变形测试研究

以高速直线电机驱动进给轴为研究对象,分析了直线进给轴热误差的主要来源。搭建进给轴热变形测试系统,采用温度传感器与激光干涉仪测量进给轴温升及热变形,根据测量结果讨论直接进给轴温度变化情况,探讨进给轴热变形规律,分析影响轴向热误差的因素。结果表明:直线电机初级线圈电流热损耗是最主要的热源。为直线进给轴优化设计提供实验支持和参考。     

基于直线电机的直接进给轴热变形研究与分析

针对直线电机初级线圈发热引起的温升容易导致进给机构产生热变形,且进给驱动在全行程内呈现不同特性等情况,对直线电机全行程直接进给轴的热变形建模,探索建立直接进给轴的热变形有限元模型,分析直接进给轴全行程上的热变形规律,采用热变形有限元模型和支持向量回归机相结合的方法,构建直接进给轴以温度和位置为变量的全行程热变形预测模型,能较准确预测进给轴滑台在全行程上的热变形。     

考虑压力效应的液压缸摩擦模型研究

应用经典摩擦模型描述液压缸摩擦力时，由于未考虑油液压力效应对摩擦力的影响，模型预测效果欠佳。为了克服该问题,引入压力影响系数和动态摩擦时间常数,基于Stribeck和广义Maxwell滑动模型（GMS）提出了改进的稳态摩擦模型（P-Stribeck）和动态摩擦模型（P-GMS）。搭建了伺服阀控液压缸系统摩擦特性测试实验台，在不同密封形式、不同缸径、不同负载、不同加速度及频率下进行了液压缸往复运动摩擦特性测试。采用智能遗传算法，利用液压缸测试实验台采集的进出口压力、位移、速度、摩擦力等数据，分别采用改进的稳态摩擦模型和动态摩擦模型进行参数辨识和模型检验。对不同复杂工况下实验数据与经典摩擦模型以及所提出的改进模型的预测结果进行对比和误差分析，结果表明：P-Stribeck模型预测液压缸稳态摩擦力的精度明显优于Stribeck模型，P-GMS模型预测液压缸动态摩擦力的精度优于GMS摩擦模型，从而验证了所提出摩擦模型的有效性。     

基于PSO有限元优化直接进给轴伺服动态特性

优化直线电机驱动的直接进给轴伺服动态特性,对提高进给轴的抗干扰性能和加工产品的精度具有重要作用。基于有限元仿真建模的直接进给轴伺服动态特性研究,应用动刚度频谱图来作为伺服动态特性的评价指标,判断直接进给轴共振点所在频段。应用脉冲激励测试进给轴动刚度的方法,依据测量方法确定了直接进给轴的动刚度频谱图,分析了进给轴在不同有限元优化的伺服参数下对动刚度频谱图的影响。通过有限元优化方法和实验相结合,构建了基于有限元优化的伺服参数下直接进给轴动刚度仿真模型。     

直线电机进给系统机械系统动态特性的分析与研究

为了能有效提高直线电机进给系统机械系统在运行过程中所具有的精度,笔者对于直线电机进给系统机械系统动态特性进行了分析研究。在研究之后发现,直线电机进给系统机械系统在结构上面虽然十分简单,但是还是能够承担十分繁琐的动态特性。     

考虑关节摩擦效应的并联机构动力学分析

分析了一种4-SPS/CU并联机构的运动学,将该机构的关节摩擦力视为非保守力。定量分析关节摩擦力对该机构动力学特性的影响,关键在于求出关节摩擦力对应的正压力。为了简化其动力学模型,将该机构驱动支链作为整体分析使其驱动力和驱动摩擦力视为内力,首先考虑该机构的恰约束从动关节的摩擦力,再以“库伦+粘性”摩擦模型为基础,利用牛顿-欧拉法分别对该机构的驱动支链、恰约束从动支链与上平台建立了含摩擦的动力学模型。在已知上平台运动轨迹的情况下,通过该动力学方程得到了该机构的关节约束反力/力矩。基于驱动支链正压力与各关节约束反力/力矩之间的关系,导出了该机构的驱动摩擦力模型,并成功地将驱动摩擦力引入到该机构的动力学模型中。为对该动力学模型进行有效的仿真计算,制定了其数值仿真迭代过程。仿真结果说明关节摩擦力的存在对该机构的驱动力产生显著的影响。     

基于有限元分析的直接进给轴热变形研究

以直线电机直接进给轴为研究对象,预测了直接进给轴的热变形。搭建直接进给轴温度测量系统,采用温度传感器测量了直接进给轴的测点温度。为了精确分析由于温度产生的热变形,给出了ANSYS有限元模型中热行为参数的确定方法,建立了直接进给轴热变形的有限元分析模型。结合有限元模型探究直接进给轴热变形随温度变化的规律,为后续直线电机综合热补偿提供参考。     

湿式离合器摩擦副瞬态温度场仿真分析

针对离合器接合过程摩擦副过热损坏问题,以某湿式DCT双离合器为研究对象,开展了湿式双离合器接合过程瞬态温度场分布规律研究,借助ANSYS仿真软件获得离合器摩擦副起步和换挡过程中瞬态温度场以及径向温度分布规律。研究表明:接合过程中离合器摩擦副表面最高温度出现在即将接合完成时刻;随径向半径的增大,温度逐渐升高;升、降挡过程中,起步及2挡降1挡工况时离合器摩擦副高热负荷相对较高。     

激振频率和幅值对橡胶衬套动态特性的试验研究

选用某车用减震器橡胶衬套为试验对象,分析幅值和频率对衬套的动态性能影响。通过MTS衬套试验机对测试件进行动态特性试验。首先控制试验力幅值为某一常量,改变加载在测试件上的频率得出衬套动态特性参数的变化结果,分析频率对衬套的影响规律。通过改变试验力幅值来分析衬套动态特性随幅值的变化规律。最后,总结出频率和振幅对衬套动态特性的影响规律。     

挖掘机工作装置结构分析

工作装置作为液压挖掘机最重要的部分,其性能直接影响液压挖掘机的工作性能和可靠性,并且工作装置占挖掘机整机质量的比重较大。因此,在保证工作装置刚度、强度、稳定性要求的前提下,对挖掘机工作装置进行轻量化研究非常有必要。通过对液压挖掘机工作装置斗杆的结构分析和优化,分析斗杆的强度、刚度,确定斗杆是否还有轻量化设计的空间。课题提出的斗杆轻量化研究方法对工程机械的轻量化设计具有参考价值。     

湿式双离合器液压控制系统充油压力特性仿真分析

针对车辆换挡过程中出现的换挡冲击问题,以某款湿式双离合器液压控制系统为研究对象,运用Simulink仿真软件建立液压系统仿真模型,获得双离合器压力动态响应特性。研究表明,双离合器液压控制系统元件参数对系统压力动态特性有直接影响,合理减小比例压力控制阀出口可控容积、减小阀芯质量和增大离合器活塞面积可降低压力动态响应超调量。     

基于ANSYS的桅杆起重机静态性能分析

选取1 000/150吨码头固定桅杆臂架式起重机为研究目标,通过ANSYS对桅杆起重机的具体结构和既定情况进行分析,计算该类结构在最不利工况下静强度、静刚度,通过仿真验证桅杆起重机是否满足起重机设计规范GB 3811-2008规范的要求。     

基于珩磨机主轴往复液压控制系统的特殊伺服阀设计

介绍了在研磨加工领域,主轴往复液压控制系统中的伺服阀,重点介绍该系统中特殊伺服阀的设计和计算。设计的伺服阀的阀芯驱动方式与用比例电磁铁驱动的传统伺服阀不同,该阀芯用伺服电机加滚珠丝杠的方式驱动,可以精准控制阀芯,也可以克服液动力对阀芯位移的影响。     

某MPV车前悬架硬点灵敏度分析与优化

针对某公司前期开发的一款MPV车型的操控稳定性进行了优化。通过在ADAMS/Car中建立该车型的竞品车前麦弗逊悬架总成和转向系统模型,以悬架各硬点为试验变量,K特性关键参数为试验响应,利用ADAMS/iSight模块进行DOE试验设计。然后根据DOE试验结果得出硬点灵敏度表,并在优先考虑优先保证悬架的外倾、前束变化和抗俯仰性能的前提下,结合底盘工程师的开发方式,选取了相对独立的硬点作为优化变量,最后通过优化硬点获得了比较满意的K特性。     

带双负载运行的VIENNA整流器中点电压平衡控制

针对VIENNA整流器结构固有的中点电压波动问题,可以通过双负载结构中调整负载的大小来观察。文章分析了三相VIENNA整流器的工作原理,采用一种电压电流双环结构,空间矢量调制(SVPWM)方式控制运行。针对三电平结构固有中点电压波动问题,通过调节正负小矢量的作用时间,能够达到双负载在大小不同的情况下,直流电压稳定,中点电压平衡的效果,最后使用MATLAB/Simulink仿真证明了此方案的可行性。     

基于STM32的热敏探测器均匀性测试仪的设计

针对传统热敏探测器均匀性测试仪智能化程度低和系统运行实时性差的问题出了一种基于STM32F373的热敏探测器均匀性测试仪的设计方法。测试仪由以STM32f373为核心的电路系统、光学聚焦系统、XY两轴位置控制平台、信号放大与采集系统和控制与显示系统组成,上位机采用VB进行了系统编程。采用热敏探测器进行系统测试,多次测试表明设计的均匀性测试仪的重复精度为0.82%,测试单点时间为1.49s,为小型化均匀性测试仪的设计提供了一种方法。     

反渗透隔膜增压泵隔膜寿命的研究

针对净水机中反渗透隔膜增压泵隔膜寿命短的问题,运用UG软件对隔膜的受力情况进行流固耦合分析,研究隔膜发生破裂的位置及原因。结果表明,隔膜发生破裂的位置位于小腔体内的圆角边界处,隔膜发生破裂的原因之一是节点应力过大。影响隔膜节点最大位移量的是强迫位移值,与流体静压力关系不大;隔膜节点最大位移量与强迫位移成线性关系,比值为1.092;隔膜节点最大应力值与强迫位移也近似线性关系。