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文献检索:
  • 基于RBF神经网络和二次规划的冗余机械臂避障问题研究 免费阅读 下载全文
  • 针对冗余机械臂的运动灵活性问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络模型和二次规划技术的避障方法。该方法通过建立避障模型来对障碍物和机械臂的关节转角极限等约束进行描述,通过采用调整神经网络输出权值的方法使机械臂逐渐达到最佳运动构型;结合Lyapunov稳定性分析原理,验证了该方法的有效性;利用预选关键杆件方法和离线训练出了机械臂在任意构型下的网络权值模糊查询表,极大地提高了网络的收敛速度,从而可以将该方法应用到机械臂的动态避障规划中;最后,利用一种新型7自由度机械臂对该方法进行了仿真验证,并结合基于雅克比矩阵伪逆的方法进行了对比研究。研究结果表明,该方法计算效率高,适合解决使机械臂在准确跟踪轨迹的同时避开关节转角极限和避障的问题。
  • 基于CATIA的槽轮机构结构设计及优化分析 免费阅读 下载全文
  • 针对包装机装置内的槽轮机构在传动过程中存在的冲击问题,在研究凸轮从动件运动规律的基础上,对槽轮机构的结构设计建立了数学模型,对槽轮机构在工作过程中受到的应力进行了分析研究,利用CATIA V5软件建立了槽轮机构三维实体的虚拟样机,并对槽轮机构的重要零部件进行了有限元分析,运用有限元对传统槽轮的结构和改进槽轮的结构进行了静态应力分析计算。研究结果表明,通过对比分析塞斯等效应力云图、能量误差云图和位移云图,传统的槽轮机构在槽轮的内侧接近底部的位置受到较大冲击,而结构改进优化后的槽轮机构,其槽轮的最大位移和最大应力都有较大幅度的减小,从而有效地降低了传动中的冲击力大小,提高了槽轮机构的使用寿命,这对槽轮机构的结构设计和材料选取具有一定的参考价值。
  • 介电弹性体材料研究现状综述 免费阅读 下载全文
  • 针对目前介电弹性体材料的相关研究进展及存在的问题,在分析介电弹性体特性的基础上,根据其不同种类,研究了硅橡胶、聚氨酯、丙烯酸等材料及复合材料的性质及制备方法;根据介电弹性体的不同用途,分析了近些年其在发电、仿生学、生物医学、光学器件、微系统、航天航空方面的具体应用及其未来发展趋势,并总结了介电弹性体在未来应用中存在薄膜制备、柔性电极材料覆盖绝缘、偏置高压电源限制、降低能量损耗和提高机电转换效率等相关问题,针对这些问题提出了相应的建议及未来发展思路。研究结果表明,介电弹性体具有很广阔的应用前景,但是目前还存在很多技术难点,在弹性体基体材料构成、柔性电极材料优化、自偏置发电、效率优化等方面还要进行更为深入的研究。
  • 复合材料缺陷的脉冲热成像有限元模拟研究 免费阅读 下载全文
  • 针对脉冲红外热成像对复合材料的无损检测能力问题,利用有限元数值分析法模拟了脉冲加热红外成像无损检测过程。建立了“在复合材料上表面施加不同的热流边界条件”,而在其下表面施加自然对流换热边界条件的有限元模型,研究了不同复合材料内部缺陷对材料表面温度分布产生的差别,具体研究了脉冲形状、脉冲加热时间、缺陷类型等因素对含有平底孔缺陷复合材料表面温差变化和对比度变化的影响。研究结果表明,缺陷深度越浅且越大,表面温差和对比度会越大;而热流量越大,表面温差越大,但对比度不变。该有限元模拟为研究脉冲加热红外热成像的复合材料缺陷检测提供了数值模型。
  • 定桨距风力发电机组发电性能提升技术研究 免费阅读 下载全文
  • 针对我国高原地区多数定桨距风力发电机组长期处于欠发状态,发电性能未达到设计要求的问题,对定桨距风电机组发电性能提升技术进行了研究,结合高原地区空气密度低、温差大等环境特性,提出了一种桨叶加装加长节技术,通过在桨叶根部加装加长节的方式增大了风轮扫略面积,从而提升了机组发电性能,利用Bladed软件仿真不同长度的加长节,进行了经济效益、载荷计算和强度校核分析,获得了最优加长节长度为650 mm。研究结果表明:桨叶加长节技术实施后,通过连续一年采集发电数据,获得机组年发电量的增益率为8.64%,静态投资期约3年,机组寿命期内发电量增益约168万元,具有很好的经济性和推广性,可为我国定桨距风力发电机组发电性能提升技术研究提供一定的参考。
  • 桥墩柔性防撞装置设计及数值分析 免费阅读 下载全文
  • 针对国内外对于车—桥碰撞的研究较少,而且大多属于对桥墩防撞的研究,对车和乘员保护的研究更少的问题,在我国自主研发的船—桥碰撞柔性吸能防撞装置的基础上,对公路高架桥墩柔性防撞装置进行了设计研究。采用有限元仿真的方法(基于Pro-E建模、Hyper-Mesh前处理、LS-DYNA仿真计算)模拟了小车以速度为80 km/h,碰撞角度为90°正面高速碰撞城市高架桥墩以及模拟了小车以速度为60 km/h,碰撞角度为20°碰撞带有防撞装置的城市高架桥墩。提出了从车辆行驶轨迹、车辆B柱加速度、系统能量以及碰撞表面的撞击力4个方面来系统研究防撞装置在碰撞中的吸能、缓冲及导向作用,并设计了一种新型桥墩柔性防撞装置。仿真结果表明:设置防撞装置后,高速正面碰撞时撞击力由1 700 k N减小到1 000 k N,满足《公路桥涵设计通用规范》的要求,验证了该装置对桥墩和乘员的保护能力。低速偏置碰撞时防撞装置能引导车辆以一定车速回到原车道,验证了该装置对车的保护作用。
  • 炭黑增强天然橡胶Mullins效应的影响因素研究 免费阅读 下载全文
  • 针对炭黑增强天然橡胶的Mullins效应及其变化规律的问题,对炭黑填充质量分数分别为15.1%、24.7%和38.2%的天然橡胶进行了单轴拉伸实验,找出了拉伸速率、恢复时间以及炭黑填充含量对炭黑增强天然橡胶Mullins效应的影响规律。利用控制单一变量的方法,将拉伸方法设置为程序控制,编写对应的循环拉伸实验方案。在其他条件保持不变时,分别进行了以拉伸速率、恢复时间及炭黑填充含量为变量的单轴拉伸实验,考察了其变化对炭黑增强天然橡胶Mullins效应的影响。研究结果表明,炭黑填充量越大,Mullins效应越明显。在伸长比小于1.5时循环之间恢复的时间越久,Mullins效应越弱,甚至不体现出明显的软化效应。此外,若伸长比小于1.5,拉伸循环一定次数后,拉伸速率越大,对应曲线的Mullins效应越弱,甚至消失。但是,随着伸长比的增大,Mullins效应会逐渐加强。
  • 新型落体式惯量测量方法研究 免费阅读 下载全文
  • 为解决传统落体法将阻力矩视为恒定值进行消元引起的惯量测量精度误差较大的问题,将考虑不同阻力因素的阻力矩函数应用到落体法惯量测量中。通过开展落体法惯量测量装置中阻力因素分析,建立了阻力矩与速度和载荷间的关系,提出了通过在两次落体过程中主动构建相同速度和载荷从而通过做差进行有效消元的方法。设计了一套落体法惯量测量装置,并对提出的新型落体法进行了实验研究,重复测量了3个飞轮的惯量值。研究结果表明:新型落体法的惯量测量误差不超过5%,通过在两次落体过程中主动构建相同的阻力影响因素并进行消元能有效减小阻力影响,提高落体法惯量测量重复性和精度。
  • 基于PSD的显微镜硬件自动聚焦系统研究 免费阅读 下载全文
  • 针对快速、大批量自动图像采集的问题,对一种硬件聚焦方法进行了研究。结合光学原理,通过光电位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)进行了位置检测,将测量位置量转换为电量。对PSD的转换电路进行了设计,根据聚焦提出的精度,对所用电子元器件进行了选型,达到了控制要求。然后由MCU对实验数据进行了线性化处理,从而得到了位移变化量和PSD转换电路的输出数据之间较好的对应关系,最终获得了精准的焦点位置。研究结果表明,该硬件自动聚焦系统在聚焦精度和聚焦速度方面都有明显的优势。
  • 一种作业车间综合瓶颈辨识方法的研究 免费阅读 下载全文
  • 针对目前一些研究中瓶颈辨识模型复杂、指标单一、不易操作等问题,对不同绩效指标,模型简化等方面进行了研究,建立了多绩效指标,并引入了模糊推理系统,提出了一种综合瓶颈辨识方法。研究了引起瓶颈发生的影响因素,定义了多个相应的绩效指标,利用层次分析法赋予相应指标一定的权重,然后通过采用不依赖于研究对象精确模型的模糊推理系统建立了综合瓶颈辨识模型,定义和计算了综合瓶颈指标值。最后,结合实例进行了Witness仿真研究。研究结果表明,该方法能更加准确、简便地识别生产系统瓶颈,为模糊信息下企业进行生产管理及控制提供理论参考。
  • 基于PLC的空气干燥器性能自动检测系统研究 免费阅读 下载全文
  • 针对现有车用空气干燥器性能检测系统存在的自动化程度低、操作复杂、检测结果可靠性低等问题,对干燥器性能检测工艺原理进行了分析总结,对空气干燥器密封性,开启特性,流量特性等方面的检测方法进行了研究,提出了一种基于可编程逻辑控制技术(PLC)与人机界面技术(HMI)的自动化检测系统。创新设计了系统的电气方案、检测流程及人机界面,提出了采用电气比例减压阀以实现检测基准压力的自动调节;采用高精度压力传感器和流量传感器,实现了卸荷阀气路状态的实时监测;采用PLC实现了检测数据的自动存储与运算。实际的产品检测结果表明,所设计系统可有效改进现有的空气干燥器性能检测工艺,气密性等关键性能的检测精度可提高40倍,检测时间可缩短为1/6,检测出错率降低为1/8,工人工作量降低为1/10。
  • 五轴石材切板机床刀具补偿算法的研究 免费阅读 下载全文
  • 针对五轴石材切板机床的圆形锯片安装中心相对于机床控制点存在偏置以及锯片本身尺寸导致过切的问题,对切削点相对于控制点的空间位姿关系进行了分析,对加工图元为直线时的各种工况进行了详尽研究,提出了一种基于美国3S开放式系统(Servo Works S-140M)的偏置补偿算法,建立了刀位轨迹与数控轨迹之间的联系。通过系统仿真功能验证了该算法的正确性,并通过实际加工进行了测试。研究结果表明,所加工出的零件能满足加工工艺和精度要求,提高了加工效率和加工精度,降低了生产成本。
  • 水下曝气对水体分层效果的研究 免费阅读 下载全文
  • 针对分层湖泊或水库底部因溶解氧不足而引起的水质恶化等问题,将水下曝气技术应用到水体分层破坏工程中。在实验水池中,展开了曝气流量、曝气孔径大小和曝气时长对水体分层破坏的实验研究,测量了曝气开始后不同时刻,水下1 m,2 m和2.3 m处水体中溶解氧含量,其中,曝气头垂直方向位于水下2 m处,水平方向上位于该矩形的中心位置。分析了曝气参数和曝气时长与水体分层破坏程度之间的关系。研究结果表明:曝气流量越大,水体分层破坏越快;曝气孔板直径越小,水体分层破坏越快。随着曝气流量的增加,水体中溶解氧的增量并不随之增加;随着曝气孔板孔径的减少,水体中溶解氧的增量逐步增加。同时,曝气头以下水体的溶解氧浓度与曝气无关。该研究结果为工程实际中的曝气法改善水体分层提供了依据。
  • 带有刷直流电机的家电产品骚扰功率应对策略 免费阅读 下载全文
  • 针对带有刷直流电机的家电产品因电机换向而引起电磁兼容项目骚扰功率测试不合格问题,分析了电机换向时火花的成因,指出了当前电子滤波理论设计在抑制骚扰功率时的局限性以及建立电机骚扰功率电路模型的复杂性。综合考虑了骚扰功率测试时遇到的多种场合下的频点和测试幅值超标情况,提出了相对应的控制策略,并对控制策略进行了理论分析。最后,通过实际试验给出了采用该策略后家电产品骚扰功率抑制的改善效果。研究结果表明,通过采用所提出的控制策略对家电产品设计人员快速、有针对性地改进电机电磁兼容设计、降低骚扰辐射具有指导作用。
  • 电脑调线机实时控制系统设计 免费阅读 下载全文
  • 针对电脑自动调线机控制系统实时性以及编织精度存在的问题,对调线机控制系统主控制器、数据传输电路、选针驱动电路、编码器信号采集电路和选针器定位方法等方面进行了研究,对硬件电路设计和软件实现进行了归纳,设计了基于Cortex-M3内核ARM处理器的电脑自动调线机实时控制系统的方案,利用六色电脑自动调线大圆机进行了系统测试。研究结果表明,该系统运行高效稳定,数据传输较快。选针器定位准确可靠,花型编织精度高。整个实时控制系统符合控制需求,具有一定的市场价值。
  • 基于数字频率合成算法的硬件PWM模块设计 免费阅读 下载全文
  • 针对伺服电机的控制问题,对控制伺服电机的脉冲发送模块、计数模块、加减速模块进行了研究。通过分析脉冲信号产生过程,提出了一种基于FPGA的宽调频范围的脉冲产生方法。该方法采用数字频率合成算法,通过硬件描述语言Verilog HDL实现该算法的逻辑,并利用Quartus II仿真软件对所产生脉冲信号和加减计数模块进行仿真测试。在伺服电机控制平台上进行测试验证,研究结果表明该算法生成的脉冲频率可调范围为1 Hz~25 MHz,在整个脉冲段的波动不超过一个时钟周期。该脉冲发送模块具有脉冲输出均匀稳定、分辨率高、调频范围广的优点,可以满足多种伺服控制要求,为伺服电机提供稳定的控制脉冲,具有一定的应用前景。
  • 基于整流补偿基波近似法的LCC谐振变换器参数设计 免费阅读 下载全文
  • 为解决因输出整流桥的存在而导致的LCC串并联谐振变换器谐振参数分析与计算复杂化这一问题,提出了利用整流补偿基波近似法对静电除尘用的具有电容型滤波器的LCC串并联谐振变换器负载进行线性化等效,将谐振变换器的并联电容、整流桥和负载等效为线性的RC串联电路,降低了变换器特性分析和参数计算的难度;在此基础上以18 k V/100 m A的高频静电除尘高压直流电源为例,给出了具有电容型滤波器的LCC谐振变换器参数的设计方法和设计参数,并用PSIM仿真软件进行了验证。研究结果表明:通过该方法设计出的谐振电路参数与实际的LCC谐振电路误差较小,针对高频高压静电除尘器电源的非线性负载,可以较为简便且准确地获得线性化等效模型;该方法对LCC串并联谐振变换器的参数设计和特性分析具有指导意义。
  • 基于Buck变换器的UPS充电器设计 免费阅读 下载全文
  • 针对某公司20KVA在线式UPS样机用充电器的需求,进行了基于正负Buck变换器拓扑结构的充电器控制系统设计的研究。在详细介绍了充电器拓扑和控制架构的基础上建立了Buck变换器在CCM状态下的小信号数学模型,并基于该数学模型推导了变换器电流内环和电压外环回路增益传递函数,给出了各控制参数的详细设计过程。根据理论研究的结果研制了一台基于TMS320F28335 DSP的充电器实验样机,并搭建了充电器实验平台,分别在稳态和动态条件下对整个控制系统进行了实验,观察了充电器的控制效果。研究结果表明,该系统能够稳定可靠地运行,较好地满足了充电器的设计要求,进一步验证了充电器控制环路参数设计的有效性及可行性。
  • 挤塑机直驱永磁电机温度场的计算 免费阅读 下载全文
  • 针对挤塑机直驱永磁电机存在的温升过高的问题,对挤塑机直驱永磁电机的计算模型、散热系数、冷却水系数、损耗计算、温度场计算等方面进行了研究。采用场路耦合协同仿真的计算方法,对变频器供电情况下电机的绕组铜耗、考虑谐波影响的铁耗,以及杂散损耗进行了研究计算,建立了三维永磁电机模型,设计了电机的水冷却系统,利用Ansys软件进行了电机的三维稳态温升计算,获得了电机整机及关键部件的温度场分布;最后进行样机的温升实验。研究结果表明,采用场路耦合方法计算电机损耗准确,采用三维稳态温度场仿真数据与样机实验数据吻合良好,求解方法正确,可为直驱电机的设计提供一定的参考。
  • 基于后级调整的多路独立可控恒流输出LED反激式驱动电源 免费阅读 下载全文
  • 针对RGB混光LED照明系统需要多个驱动电源分别驱动且系统复杂、成本较高的问题,提出了一种基于后级调整的多路独立可控恒流输出LED反激式驱动电源,在副边各路加入了MOSFET,以控制各路分时段导通,实现了多路输出电流的独立可控,详细分析了所提驱动电源的系统结构和工作原理,并进行了系统拓展。研究结果表明,该驱动电源不仅实现了多路输出电流的独立控制,而且不受负载电压、变压器匝比的影响,与传统混光驱动方案相比,能有效简化系统、降低成本,具有较高的实用价值。
  • 基于以太网的企业级配电网络远程监测系统 免费阅读 下载全文
  • 针对企业级配电网络监控手段单一、监控范围小、维护成本高等问题,对企业级配电网络的工作原理及配电流程、以太网总线以及RS485总线的硬件电路设计、Modbus RTU通讯协议在以太网总线和RS485总线中的应用、趋势图的设计与实现过程进行了研究,提出了一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统的设计方案。以Visual Studio 2008为开发环境,实现了服务器与客户端的软件设计。经现场使用及测试表明,基于以太网的企业级配电网络监测系统能够快速、稳定地进行数据传输,能够及时监测电网的信息,从而进一步保障企业设备的正常运行和人民生命财产安全。
  • 应用于紫外检测技术的ICA图像融合算法 免费阅读 下载全文
  • 针对高压电气设备电晕放电故障点定位问题,对ICA图像融合算法、紫外检测技术和紫外成像系统等方面进行了研究。将ICA图像融合算法运用到高压设备电晕放电检测中,根据高压设备局部放电会发出紫外光的原理和紫外光波长在日盲200 nm~400 nm波段的特点,对高压设备局部放电区域采集紫外光图像和可见光图像进行图像融合,在融合图像中准确定位局放故障点。研究针对紫外图像和可见光图像灰度直方图差别大的特点,对传统Fast ICA算法进行优化,以优化后的权值对融合系数进行加权处理,建立融合规则使局放故障点表达更加清晰,并将算法运用于紫外成像系统。研究结果表明,改进后的Fast ICA算法对比于紫外成像仪的其他算法所得图像信息更加丰富、定位更加精准,融合图像可以有效地定位高压设备电晕放电故障点。
  • 基于模型的共轨柴油机主喷油量控制算法研究 免费阅读 下载全文
  • 针对目前高压共轨柴油机电控系统开发周期较长以及开发成本较高的问题,通过研究基于模型的软件开发流程,在Matlab/Simulink环境下建立了高压共轨柴油机主喷油量控制算法模型,其中包括烟度限值控制模型、启动油量控制模型、怠速油量控制模型、怠速PID控制模型以及油量脉宽转换模型;对控制算法模型的关键MAP图进行了标定以验证该控制算法模型的有效性,并在使用INCA标定软件建立监控和标定的发动机试验台架上进行了一系列试验。试验结果表明,发动机启动过程迅速,且正常工况下转速稳定,并能根据环境情况和发动机的当前需求自动调节目标油量;该控制算法能够较好地满足发动机起动、怠速以及正常工况的控制需求。
  • 基于遗传算法优化的汽车主动转向控制研究 免费阅读 下载全文
  • 针对汽车线控主动转向行驶稳定性问题,对汽车线控主动转向的控制策略和控制方法进行了研究;并对汽车的动力学模型进行了建立及简化;利用遗传算法可以克服BP网络收敛速度慢和极易陷入局部极小值等特点,提出了一种基于遗传算法优化BP神经网络的线控转向系统。通过选择典型工况,利用Carsim和Matlab/Simulink联合仿真平台对不同的控制方法进行了仿真验证。研究结果表明,基于遗传算法优化的BP网络控制对汽车主动转向控制效果较好,能使实际横摆角速度对理想的横摆角速度实现很好的跟踪,并显著提高了汽车行驶稳定性。
  • [本刊特约专稿]
    基于RBF神经网络和二次规划的冗余机械臂避障问题研究(贠超;刘刚;王刚;杨学兵)
    基于CATIA的槽轮机构结构设计及优化分析(何毅斌;李伟;王彦伟;宋龙;胡荣博;刘慧;李会在;晏芙蓉)
    [机械、仪表技术]
    介电弹性体材料研究现状综述(金丽丽;鄂世举;曹建波;刘爱飞;江孝琪;葛彩军;朱喜林)
    复合材料缺陷的脉冲热成像有限元模拟研究(林隆荣;钟舜聪[1,2];伏喜斌;余金;黄学斌)
    定桨距风力发电机组发电性能提升技术研究(程传玉)
    桥墩柔性防撞装置设计及数值分析(王彪;刘军;杨帅)
    炭黑增强天然橡胶Mullins效应的影响因素研究(王鹭;付宾;杨晓翔)
    新型落体式惯量测量方法研究(马继杰;程光明;陈胜辉;陆品;王学武;王京宏)
    基于PSD的显微镜硬件自动聚焦系统研究(杨宇;赵宇;杨明;孟传瑞)
    一种作业车间综合瓶颈辨识方法的研究(张伟;鲍敏;冯世扣)
    基于PLC的空气干燥器性能自动检测系统研究(屠春晖;倪敬;金永涛;施建国;周海江)
    五轴石材切板机床刀具补偿算法的研究(游银涛;陈永明;刘康)
    水下曝气对水体分层效果的研究(潘华辰;杨怡君;屠汉超;田晓庆)
    [机电一体化技术]
    带有刷直流电机的家电产品骚扰功率应对策略(林淼;黄永福;何光平)
    电脑调线机实时控制系统设计(查锦;史伟民;彭来湖;李建强;吕明来)
    基于数字频率合成算法的硬件PWM模块设计(朱远建;张华)
    [电工技术]
    基于整流补偿基波近似法的LCC谐振变换器参数设计(王兴;陈功洵;韩其国)
    基于Buck变换器的UPS充电器设计(张涛)
    挤塑机直驱永磁电机温度场的计算(冯桂宏;张书伟;张炳义;于建英)
    基于后级调整的多路独立可控恒流输出LED反激式驱动电源(王睿;王金华;张军明)
    基于以太网的企业级配电网络远程监测系统(吕江东;史伟民;彭来湖)
    应用于紫外检测技术的ICA图像融合算法(马立新;张建宇;周小波)
    [自动化、计算机技术]
    基于模型的共轨柴油机主喷油量控制算法研究(张岳;聂飞;贺敏)
    基于遗传算法优化的汽车主动转向控制研究(霍春宝;程艳;王京;吴玉尚;王燕)
    《机电工程》封面

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