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关键词： 六自由度平台   火箭贮箱   液体推进剂   旋转晃动   实验平台  

摘要： 为有效模拟火箭在发射回收过程中推进剂的复杂晃动模态,该文设计了一种基于六自由度振动平台的液体旋转晃动实验装置。该装置能模拟液体大幅摇摆晃动、低速旋转晃动、快速旋转晃动和高频凸起晃动等多种模态,通过三组不同充液高度液体在不同激励频率下的旋转晃动实验,发现液面晃动峰值随激励频率的增加而线性减小,且存在液面峰值突变的频率相变点。实验结果表明,该装置空间灵活性好,实现了六自由度的姿态运动,能有效地进行贮箱内液体多种晃动模态的地面模拟研究。

关键词： 聚醚醚酮/碳纤维   六自由度   3D打印   激光辅助加热   螺杆挤出  

摘要： 针对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料中高熔点、高黏度、低热穿透性以及打印过程出现阶梯效应等问题,基于激光辅助加热螺杆挤出的理念,设计了一种六自由度熔融沉积复合材料3D打印机。阐明了新型3D打印机的工作原理和结构设计,并且对核心设计结构渐变螺杆进行了强度校核和静应力分析,检验其实际工况下的可靠性。仿真结果表示,打印过程中渐变螺杆等效应力和变形量的最大值分别为215 MPa与0.055 mm,满足强度与刚度要求。该3D打印机精度、稳定性高、成本低,不仅可以消除阶梯效应,解决高熔点、高黏度问题,而且增强了热穿透性,提高了打印速度,改善了打印质量。该3D打印机可适用于其他诸多高性能热塑性材料的复合打印,应用领域广泛。

关键词： 天基预警雷达   空时自适应处理   紧耦合杂波   低自由度   杂波抑制   最小可检测速度  

摘要： 受卫星高速运动和地球自转影响,天基预警雷达杂波在俯仰-方位-多普勒三维空间呈紧耦合特性,极大降低了传统空时自适应处理(STAP)方法的慢速运动目标检测性能。采用方位-俯仰-多普勒三维STAP可实现天基预警雷达杂波解耦,但与非正侧机载预警雷达杂波的三维松耦合情况不同,该应用需要较大系统自由度才能实现次最优杂波抑制性能,所带来的巨大运算负担和均匀样本需求使其难以应用于实际。针对上述问题,该文首先构建了天基预警雷达平面阵回波空时信号模型;然后详细分析了其杂波在方位-俯仰-多普勒三维空间的紧耦合特性;最后提出了基于级联处理的低自由度三维STAP方法,利用空域加权子阵合成预先衰减副瓣杂波,再利用俯仰-多普勒自适应处理抑制剩余各次距离模糊主瓣杂波。仿真实验验证了所提STAP方法可在低运算复杂度和小样本需求条件下实现次最优杂波抑制性能,因此适用于天基预警雷达实际应用。

关键词： 圆中空夹层钢管混凝土   抗撞性能   空心率   动力放大系数   等效单自由度法  

摘要： 中空夹层钢管混凝土(concrete-filled double-skin steel tubular,CFDST)构件作为超高输电塔、海上平台等重要结构的承重构件,其抗撞性能是设计阶段需考虑的关键问题。因此,在前期试验研究的基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了200个圆CFDST柱力学模型,并进行了轴力与撞击耦合作用下的抗撞机理分析,研究了在0~0.7轴压比下不同名义含钢率、空心率、截面直径、材料强度对构件抗撞性能的影响规律;基于动力放大系数和等效单自由度方法提出了构件抗撞承载力计算公式,并预测了撞击作用下构件的跨中动力响应。结果表明:在0~0.7轴压比下,名义含钢率、外径、外钢管强度、撞击速度与撞击质量对构件跨中挠度峰值和撞击力平台值影响显著,空心率与混凝土强度影响较小;提出的简化计算方法能较好地预测圆CFDST构件的抗撞承载力和跨中位移响应。

关键词： 机器人   轨迹规划   粒子群算法   时间最优   免疫算法  

摘要： 针对工件打磨工况,设计建立用于打磨的机器人运动学模型,规划机器人运动学轨迹,通过改进粒子群算法优化轨迹曲线,减少机器人运行时间,提高机器人工作效率。首先建立打磨工业机器人空间运动学模型,计算目标点从笛卡尔空间转换到关节空间的逆解,在关节空间中利用“三次-五次-三次”三段多项式曲线对所求逆解进行轨迹规划,以轨迹运动时间最短作为优化目标。利用融合免疫操作的改进粒子群算法对轨迹曲线进行优化,将改进算法的优化结果与传统粒子群算法进行对比;改进后的新算法改善了粒子群算法易陷入局部最优的问题,适应度结果更好,算法效果更佳。

关键词： 气动柔性手腕   多自由度   动力学性能   阻尼  

摘要： 为辅助手腕功能缺失患者进行康复训练,设计一种气动柔性手腕。该手腕由4根人工肌肉和1个气动球形制动器并联而成,具有2个自由度和2个机动度,能够实现俯仰、横摆运动,且能根据任务需要,实时调节阻尼实现位置保持。该手腕属于气动复合弹性体,其动力学模型十分复杂且不利于实时精准控制。为便于后期手腕的运动控制,对其动力学性能进行实验研究。采用三维运动捕捉系统对不同阻尼情况下,手腕在不同激励信号下的动力学特性进行对比实验,得到了大量动力学性能数据,为后续手腕运动控制及其在相关康复机器人中的应用提供技术支持。

关键词： 特征模型结构   特征建模   参数辨识算法   参数慢时变  

摘要： 针对现有基于元件机理进行动态等效建模可能导致模型结构复杂及参数辨识难度大的问题,在对电网进行分层分区建模时,引入模型结构简单、工程实现容易的特征建模方法,对下层电网(或区域电网)进行在线的动态等效建模。通过理论分析和仿真对比,确定了特征模型的输入量为电压,输出量为电流实部、虚部;针对实际电网运行工况随时发生变化的问题,当元件机理模型发生慢时变时,采用递推最小二乘算法辨识特征模型的慢时变参数。算例结果表明,该模型拟合误差小且参数平稳性高。

关键词： SCARA机器人   D-H参数法   机器人运动学   五次多项式插值   轨迹规划  

摘要： 目的针对传统四自由度SCARA机器人末端灵活性不足的问题,设计一种新型的六自由度SCARA机器人。方法首先在传统四自由度SCARA机器人结构特点分析的基础上,通过改进其末端结构以增加机器人的自由度,从而提高其末端的灵活性。然后分别采用D–H参数法与代数法建立该机器人的运动学正解模型与逆解模型。在此基础上,采用对比法在Matlab的Robotics Toolbox工具箱中对该机器人开展仿真分析,验证机器人运动学模型的正确性。最后,基于五次多项式插值算法对机器人开展轨迹规划研究。结果实验结果显示该机器人的运动轨迹、速度与加速度曲线光滑连续,没有任何断点与突变点。结论表明该机器人运动平稳,具有良好的运动学性能,从而为后续该机器人的运动控制奠定了良好的基础。

关键词： 全球价值链地位   生产性服务业贸易自由度   制造业   双边贸易成本   相对贸易模型  

摘要： 基于相对贸易模型和世界投入产出表,探究中国生产性服务业贸易自由度对制造业全球价值链地位的影响。根据要素禀赋的不同对制造业行业进行分类,并在此基础上进行异质性分析。研究表明:扩大生产性服务业贸易自由度能显著提升我国制造业全球价值链分工位置、出口国内增加值率和后向参与度,但会降低前向参与度;细分行业回归结果具有较大差异性,其中,劳动密集型和资本密集型行业的影响效果更显著。研究为衡量生产性服务业贸易自由度提供了新思路,并从分工位置、出口国内增加值率、前向参与度以及后向参与度等四个维度全面分析了生产性服务业贸易自由度对制造业全球价值链地位的不同影响。

关键词： 交流伺服系统   微分跟踪器   滑模控制   内模控制   二自由度控制  

摘要： 为提高交流伺服系统性能,设计了一种二自由度控制(two degree of freedom control,2DOFC)结构,在简单反馈控制结构的基础上,增加设定值微分跟踪器,保证系统能够更快更好地跟踪输入,反馈控制器的设计将滑模控制(sliding mode control,SMC)与内模控制(internal model control,IMC)相结合,其形式为内模PI控制器与切换鲁棒滑模控制器的线性组合,可使系统具有良好的扰动抑制能力。考虑到纯微分跟踪器的实现困难和对高频噪声的放大作用,采用不完全微分进行近似,同时反馈控制器可根据系统期望性能指标进行解析整定。仿真结果表明,所提方法不仅使得交流伺服系统具有较好的设定值跟踪和扰动抑制特性,而且对于系统参数摄动具有更好的鲁棒性。