基于Prandtl-Ishlinskii模型的气动肌肉迟滞特性动态建模与控制方法

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法,难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性,极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性,利用Prandtl-Ishlinskii（PI）模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识PI模型参数。在此基础上,结合PI逆模型设计了一种带有前馈在线补偿的复合控制方法用于气动肌肉的运动控制。同时搭建相应的实验装置进行了气动肌肉迟滞建模和运动控制实验。实验结果表明,采用在线参数辨识方法后的PI模型能有效描述气动肌肉迟滞的负载相关性,且极大地降低了负载变化带来的控制误差。     

基于运动信息引导的高原鼠兔目标跟踪方法

针对自然生境环境下高原鼠兔平滑运动和突变运动共存时,基于平滑性运动假设的跟踪方法稳定性和准确性低的问题,提出了一种运动信息引导的高原鼠兔跟踪方法。通过提取鼠兔相邻帧的运动信息,利用运动信息来判断鼠兔的运动模式,从而采取相应的采样跟踪策略。当运动模式判定为平滑运动时,采用马尔可夫链蒙特卡罗采样跟踪方法;当运动模式判定为突变运动时,采用Wang-Landau蒙特卡罗采样跟踪方法。实验结果表明:基于运动信息引导的目标跟踪方法的成功率达到95.49%,而Wang-Landau蒙特卡罗方法的成功率为93.68%;所提方法的中心点误差均值和方差为13.46和67.89,分别是Wang-Landau蒙特卡罗方法的84.18%和40.67%,减小了15.82%和59.33%。     

基于微分变化构造法的数控机床几何误差补偿方法

为了使得机床误差建模与补偿过程紧密联系,同时避免雅可比矩阵繁琐的计算,提出一种基于微分变化构造法的机床几何误差补偿方法。根据坐标系微分变化矩阵建立机床几何误差模型。基于机床正向运动链顺序建立各个运动轴微分变化矩阵,结合各个运动轴几何误差对应的微分运动矢量计算得到运动轴几何误差对刀具精度影响,相加得到刀具坐标下的综合微分变化矩阵,通过机床正向运动学模型将刀具综合误差转换到工作台坐标系下得到机床刀具位置误差。采用微分变化构造法提取各个运动轴微分变化矩阵相应子矩阵构造得到机床雅可比矩阵,计算刀具坐标系综合误差对应运动轴补偿量得到机床补偿加工代码,微分变化构造法无需额外计算,且重新使用建模过程建立的矩阵。在北京精雕Carver800T加工中心进行实验,补偿后工件总误差降低了30%左右,验证了基于微分变化构造法的几何误差补偿方法的有效性。     

温度体动网格方法的旋转变形能力

动网格方法的旋转变形能力取决于动网格模型对旋转变形的传递方式.以运动边界分别占计算域外边界5%与20%的旋转圆柱为例,将温度体动网格方法、弹簧法和弹性体法对旋转变形的传递方式进行比较,探讨影响动网格方法旋转变形能力的根本原因.采用温度体动网格方法和弹簧法（包括传统弹簧法和改进弹簧法）分别生成翼型不同旋转角度下的动网格,对生成的动网格质量进行比较,进而对不同动网格方法的旋转变形能力进行分析.结果表明：温度体动网格方法与弹簧法和弹性体法对旋转变形的传递方式不同,它通过引入旋转映射,使运动边界的旋转信息正确有效地传递到整个计算域;温度体动网格方法单步生成翼型90°大角度旋转的动网格质量比传统弹簧法和改进弹簧法多步生成翼型小角度旋转运动的网格质量好,具有更优的旋转变形能力.     

二自由度柱面可展机构运动类型的分析

在可展曲面的基础上衍生出了可展机构,针对于柱面可展机构运动问题,分析了二自由度柱面可展机构在不同驱动下的运动类型。给可展机构添加2个不同的驱动,通过相对运动图解法与速度合成定理结合得到杆件瞬心,利用瞬时中心参考线法判断柱面可展机构的杆件位置,确定机构的运动类型。基于ADAMS软件的机构运动仿真判定可展机构的运动类型,验证了瞬时中心参考线法在分析二自由度柱面可展机构的正确性。运动图解法与瞬时中心参考线法结合的方法能够实现二自由度柱面可展机构的运动类型分析,并可拓展到锥型可展机构的研究分析。     

基于混沌相空间重构的数控机床运动精度预测

针对难以通过数学建模方法分析数控机床运动精度演化规律的问题,提出了基于混沌相空间重构理论的数控机床运动精度非线性演化预测方法。采用平均互信息法计算延迟时间,以虚假最近邻点法计算最小嵌入维数,对数控机床运动精度的一维时间序列进行相空间重构,获得与原系统拓扑同构的状态空间。基于混沌系统内在的规律性和有序性,用相点轨迹描述运动精度在相空间中的演化规律,以相点的多维分量构成输入向量,以运动精度预测值为输出向量,构造了基于RBF神经网络的非线性预测模型。引入了量子粒子群方法对预测模型参数进行优化,得到RBF预测网络的中心点、宽度及连接权值的全局最优值,采用优化后的模型对数控机床运动精度演化趋势进行了预测。实验结果表明,基于混沌相空间重构的预测模型,可以很好地追踪数控机床运动精度的演变趋势和规律,有较高的预测精度。     

两种计算复杂行星轮系传动比的新方法

行星轮系传动比的计算是机械设计中的繁杂工作。通过研究总结出了运动方程组法、移点法两种行之有效的计算方法,可以用来解决这类复杂行星轮系的传动比计算问题。     

病毒性出血性败血病PCR-DHPLC检测技术的研究

运用RT-PCR与变性高效液相色谱技术相结合,建立了对病毒性出血性败血症病毒快速检测方法,根据对VHSV病毒N基因保守序列的分析,设计一对特异性引物,将RT-PCR扩增产物经变性高效液相色谱进行快速检测.同时运用荧光RT-PCR方法进行平行检测.     

应用神经网络对玉米干燥含水量预报的研究

玉米干燥过程具有不确定性、时变性和非线性等特点,针对这些特点提出了玉米干燥过程含水量的新型实时多步预测方法.基于Jordan神经网络构造了具有多作用因素输入和玉米含水量动态时间序列反馈的实时动态建模预测模型,提出了BP算法和TD法相结合的网络学习新算法.该方法比传统预测方法具有更好的收敛性和适应性.应用结果表明,预测命中率和预测精度较高.     

行星齿轮传动比速度瞬心计算法研究

针对行星齿轮传动比计算问题,本文在分析对比已有计算方法的基础上,引入了平面运动物体的速度瞬心概念。以标准渐开线直齿轮为研究对象,对行星齿轮传动系统传动比进行求解,给出了基于速度瞬心的行星齿轮传动比推导过程,得到了各个构件之间的运动关系。与传统的机构转化求解法相比,本方法能更清楚地描述行星齿轮系中行星轮的运动状态。     

发动机轮系中齿轮记号确定方法

用实例总结了发动机曲轴齿轮、惰齿轮、配气凸轮轴齿轮和高压油泵齿轮记号的确定方法，对相应齿轮记号的位置确定有很重要的指导意义。     

高阶椭圆锥齿轮泵的流量特性

针对齿轮泵的变量功能及非圆锥齿轮的应用,提出了一种新型相交轴变量齿轮泵——高阶椭圆锥齿轮泵.该齿轮泵是以高阶椭圆锥齿轮为工作转子的非圆锥齿轮泵.根据齿轮的空间啮合原理,给出了其工作转子高阶椭圆锥齿轮副的齿形生成方法.基于该种齿轮特殊的运动学特性,分析了高阶椭圆锥齿轮泵的传动特性,并对其工作结构进行了设计.依据球面微分理论,推导出了高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量公式、瞬时流量公式以及流量脉动公式,同时分析了高阶椭圆锥齿轮的偏心率、阶数等参数对其流量特性的影响.在同等参数模型及工况条件下,将对高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量、瞬时流量及其变量范围与圆柱齿轮泵和非圆柱齿轮泵的流量特性进行了对比分析,获得了该锥齿轮泵在同等条件下排量最大、变量范围最大的特点.     

基于I-DEAS的渐开线齿轮精确建模研究

对I-DEAS中生成精确渐开线的方法进行了研究,渐开线的生成有两种方法:一种是编程自动生成,一种是利用Function Spline手动生成。介绍了渐开线斜齿轮、圆锥齿轮的精确建模,为CAE/CAM提供了精确的三维模型。     

偏心—高阶椭圆锥齿轮副设计与传动特性分析

根据空间齿轮啮合原理,提出一种偏心-高阶椭圆锥齿轮副的设计方法,建立了偏心-高阶椭圆锥齿轮副的数学传动模型,推导出偏心椭圆锥齿轮和与其相互啮合的高阶椭圆锥齿轮的节锥面、球面节曲线方程;分析了范成法生成偏心-高阶椭圆锥齿轮齿廓的过程,获得了范成刀具的空间走刀位置;结合VB与Solidworks( API),开发出偏心-高阶椭圆锥齿轮仿真加工设计程序,得到了偏心-高阶椭圆锥齿轮副的虚拟实体及其装配模型;通过对偏心-高阶椭圆锥齿轮副传动特性的分析,得到了偏心-高阶椭圆锥齿轮副传动过程中传动比、从动轮角速度和角加速度的变化规律.     

封闭式周转轮系功率流的简易算法

对封闭式周转轮系功率流提出了一种极为简易的算法,只需根据轮系的相对速比和绝对速比的符号即可确定有无功率倒流。且仅通过改变定轴轮系的外啮合次数或改变齿数即可避免功率倒流,算法的推导简明,结论简捷,避免了通过繁琐的轮系传动比计算来确定机构有无功率倒流。对设计封闭式周转轮系的结构方便实用。     

二阶自由非圆齿轮行星系钵苗移栽机取苗机构

为满足旱田钵苗移栽取苗机构理想鹰嘴形工作轨迹要求,提出了连续传动的二阶自由非圆齿轮行星轮系取苗机构,以实现取苗爪周期性二次不等幅摆动规律。利用曲线拟合方法构建自由传动比函数,建立机构不等速传动的数学模型,编写机构分析软件,确定传动比函数和机构参数,研制取苗机构并进行了高速录像试验。结果表明,该型取苗机构的工作轨迹和理论计算吻合,能够实现取苗深度35 mm,取苗爪在钵体中穴口小于5 mm,取苗爪入钵和出钵段姿态满足工作要求。     

基于Ei的螺旋锥齿轮研究发展分析

运用文献计量方法,由工程索引(Ei)检索出1985—2008年间关于弧齿锥齿轮、准双曲面齿轮的研究文献,从文献量、文献种类、文献语种、载文年代、论文学科分类、著者等方面对检索出的文献进行了定量分析;借助于Scopus引文索引,对检索出的文献(截至2011年1月31号)做了引用情况分析。这些分析无论对研究者还是对科研管理部门都有一定的参考价值。     

大株距行星轮系蔬菜钵苗栽植机构优化设计与试验

设计了一种能适应大株距栽植的行星轮系蔬菜钵苗栽植机构,通过该机构栽植嘴能将蔬菜钵苗植入土中。构建了一种新型的非圆齿轮传动比函数,建立了机构的运动学模型,推导了栽植嘴尖点的(角)位移、(角)速度方程。基于Visual Basic开发了计算机辅助分析与优化软件,分析了非圆齿轮中心距a、角位移系数k1和k2、行星架初始安装角φ0、栽植嘴初始安装角α0、中间齿轮初始安装角γ0以及栽植嘴顶端到行星轮中心的距离S等重要参数对栽植轨迹的影响,通过人机交互方式优化出一组能够满足蔬菜钵苗栽植工作要求的机构参数(a=53 mm、k1=0.23、k2=0.03、φ0=-58°、α0=-144°、γ0=144°、S=175 mm)。根据优化所得参数建立栽植机构的三维模型并进行仿真分析,同时制作了栽植机构的样机进行田间植苗试验。试验了栽植嘴在不同时刻开启和闭合对西兰花钵苗栽植时直立度和成功率的影响,得出栽植嘴在其运动轨迹最低点上方10 mm处张开为最佳开启位置,钵苗直立度优良率达85%,栽植效率可达100株/(min·行),栽植株距达到450 mm,证明该机构适用于蔬菜钵苗的大株距栽植。     

人字齿橡胶辊的展成加工方法

介绍人字齿橡胶辊的用途、加工要点及包胶工艺,结合人字齿轮的加工方法制定橡胶辊人字齿的展成加工方法。试验结果表明：该加工方法适用于橡胶辊的加工,所加工的橡胶辊在割草压扁机上试验结果满意。     

三组非圆齿轮行星轮系振动发生器的动平衡分析

为了提高果秧分离振动发生器的工作效率和稳定性,针对非圆齿轮啮合传动因质心变化而造成的轴上受力不平衡及振动较大等问题,对非圆齿轮行星轮系结构进行了动平衡分析。简化项目组前期提出的3组非圆齿轮行星轮系振动发生器模型,得到非圆轮系偏心质量的大小和分布,并通过对非圆齿轮行星轮系静力学分析,确定了其平衡面间距,利用质径积的分解求得了非圆行星轮系的平衡质量。利用3组非圆行星轮系虚拟模型进行运动学仿真分析,获取平衡前后轴承座支反力变化曲线并对其最大幅值进行对比分析,发现平衡后轴承座的受力明显减小,说明了3组非圆行星轮系振动发生器受力更均衡,证明了动平衡分析的正确性。该研究可为3组非圆行星轮系振动发生器装置进一步优化奠定理论基础。