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关键词： Spar平台   涡激运动   流固耦合   多自由度   STAR-CCM+  

摘要： 为研究Spar平台在均匀流作用下多自由度耦合的涡激运动特性,本文基于STAR-CCM+求解器建立了考虑流固耦合的Spar平台涡激运动数值模型,探讨了纵荡、横荡、垂荡、纵摇和横摇五个自由度的耦合效应。结果表明:Spar平台在横荡、垂荡与横摇三个自由度发生明显“涡激共振”现象,并且垂荡与横摇自由度“涡激共振”现象发生的速度区间基本一致;横荡与横摇自由度保持着较高的耦合性,横荡共振时横荡与横摇的运动主频保持1:1的关系,横摇共振时横荡运动频谱的次峰频率等于横摇运动主频;纵荡、垂荡与纵摇三个自由度存在复杂的非线性耦合运动关系,不仅纵荡、垂荡的运动主频始终存在于纵摇频谱中,而且纵摇与纵荡、纵摇与垂荡的耦合程度在不同的折合速度范围内存在差异。

关键词： 滑动轴承   磁力轴承   径向轴承   模型预测控制   强化学习  

摘要： 针对磁悬浮轴承系统的高度非线性、不稳定性以及多输入多输出特点,将强化学习Q-Learning算法同模型预测控制(MPC)结合,设计了一种根据当前系统状态自适应整定参数的模型预测整体控制器(Q-MPC)。以径向四自由度磁悬浮轴承转子位移为控制对象,首先建立径向四自由度磁悬浮轴承数学模型,在此基础上引入希尔德雷斯二次规划方法约束并优化MPC控制器输入,利用Q-Learning算法整定MPC控制时域和预测时域,得到适用于径向四自由度磁悬浮轴承系统的Q-MPC控制器。仿真结果表明:正弦参考信号下,Q-MPC控制器作用的系统各自由度平均跟踪误差相比MPC控制器降低了36%;恒定参考信号下,相比于MPC控制器,Q-MPC控制器作用的系统各自由度的平均超调量降低了51.4%,系统稳定所需平均调整时间降低了14.4%,施加扰动后,4个自由度的平均波动幅度降低了76.1%,系统稳定所需平均调整时间降低了26.2%,验证了所设计的Q-MPC控制器的有效性。

关键词： 焊接机器人   轨迹控制   模糊PID   Matlab  

摘要： 文章针对多自由度焊接机器人进行研究,首先采用D-H法建立数学模型,进行正运动学和逆运动学算法分析,建立机器人的运动学方程,通过Matlab进行仿真验证。结果显示采用模糊PID控制方法能够使机器人关节运动轨迹与理论输入轨迹偏差较小,实际试验结果与仿真结果具有一致性,表明仿真结果具有高精度和平稳性,为离线编程系统开发提供了基础。

关键词： 离心铸造   浇注系统   达朗贝尔原理   数值模拟   模流分析  

摘要： 为提升立式离心铸造大型钛合金铸件冶金质量,采用模流分析方法探讨了直线形和螺旋形横浇道浇注系统对熔体充型流态的影响。结果表明,传统直线形横浇道中存在熔体贴壁分布的现象,且缩小浇道截面尺寸无法避免横浇道空腔吸气区的形成,此外横浇道内出现熔体堆积和反流,充型铸件型腔的熔体呈射流态。基于达朗贝尔原理分析了熔体质点在横浇道二维平面内的运动行为,揭示了质点运动轨迹与直线形横浇道结构不匹配是上述问题的主要原因。进一步探讨了离心转速和质点初速度对轨迹线形状特征的影响,提出了适用于大型环状钛合金铸件的螺旋形横浇道浇注系统设计方法,模流分析结果验证了螺旋形横浇道可有效地减少吸气和湍流倾向,平衡铸件充型流场并形成自下而上的充型次序。

关键词： 营造氛围   融洽关系   户外活动   假期   真实表达   兴趣爱好   健康成长   自由度  

摘要： 孩子放假之后,家长应当与孩子和谐相处,共同度过一个快乐的假期。在假期里,家长需要制定计划,营造氛围,鼓励孩子进行户外活动,培养其兴趣爱好,并给予一定的自由度,以利于孩子的健康成长。家长还需要避免说教,真实表达自己的情绪和观点,同时要倾听孩子的真实想法,这样可以增强家长和孩子的融洽关系。

关键词： 六自由度机器人   推力分配策略   实验研究  

摘要： 本篇研究的核心环绕在六自由度机器人上,着重分析了机器人的设计理念、控制计算公式、传感器技术及如何分配推力的策略。经过举办的多场实验,研究人员观察到旋量法推力分配与D-H参数推力分配表现出色。结构构造,控制公式,还有传感器技术这三者是决定六自由度机器人性能高低的重要因素。未来,便是期望继续优化机器人的这三大关键部分,并在医疗,航天等领域扩大其应用范围。

关键词： 回头曲线   缓和曲线   坐标计算   交点法   虚交点  

摘要： 在公路工程施工中标准缓和曲线的坐标计算方法已经被工程测量技术人员掌握并广泛应用。在实际工程项目中,测量放样经常会遇到特殊的曲线,回头曲线就是一种特殊的曲线形式,在立交匝道、林地公路、山区公路工程中常见。设计文件中只有交点参数的情况下,如果按照标准的缓和曲线交点法计算回头曲线坐标,其结果不正确。针对这个问题,采用分解虚交点法,把回头曲线转化为标准缓和曲线后,就可以用标准缓和曲线交点法进行回头曲线坐标计算。对回头曲线部分通过几何解析与缓和曲线要素公式建立数学模型,并进行程序化设计可以准确地算出回头曲线的坐标,避免用手工计算因复杂繁琐的公式造成人为的错误,也节省了计算过程消耗的时间。经工程实例分析和验证,用分解虚交点法计算的回头曲线坐标精度高,程序化设计后,加快了计算速度,提高了工作效率,避免了错误的发生。

关键词： 准零刚度   横向刚度   低频隔振   多自由度  

摘要： 基于凸轮-滚子结构设计一种多自由度非线性准零刚度低频隔振装置。通过静力学特性计算,结合横向刚度计算理论,得到系统在多个自由度上实现准零刚度的参数条件。利用谐波平衡法分析了系统动力学特性,得出系统力传递率,并分析了预压、阻尼比及激励力对系统振动传递率的影响。为验证准零刚度系统隔振性能,搭建隔振测试系统,试验结果表明,相较于传统线性隔振系统,多自由度隔振系统在竖直方向上起始隔振频率从6.7 Hz降低至3.5 Hz,隔振效率最大提升约84.3%;水平方向上起始隔振频率从6.0 Hz降低至4.0 Hz,隔振效率最大提升约45.0%;在10.0 Hz以下,多自由度隔振系统的振动传递率远小于线性隔振系统。

关键词： 新型并联机构   运动学分析   六足位移台   Sim Mechanics仿真  

摘要： 从并联机构的首次提出到人们对并联机构的不断应用中,相关理论得到了逐步完善。并联机构通常由多个支链、动平台和静平台组成,相对于串联机构来说构造较为复杂,工作空间有限,但是承载能力强、精度高。对一种新型六自由度并联机构进行了模型建立和验证可行性,初步分析了其三种可能的支链形式,以六足位移台为研究基础,重点分析了其中一种支链形式。之后对六足位移台进行了运动学分析和工作空间分析,并通过Matlab的程序来实现,使用App designer设计的UI来调整其基本参数和动平台位姿并及时显示预期结果。最后使用Sim Mechanics完成了六足位移台仿真模型的建立及运动学的验证。

关键词： 六自由度机器人   机器人工具端   力学参数   校准试验  

摘要： 针对六自由度机器人工具端的力学参数校准难、精度低和操作性不足等问题,提出了一种基于激光跟踪技术与力学传感器融合的机器人工具端力学参数校准方法,研制了一种六自由度机器人多功能简易校准试验用工装夹具,基于DH参数法构建了机器人工具端力学参数校准模型。在KUKA公司的KR 210-R2700产品上进行了方法验证,并进行了不确定度研究分析,试验结果数据验证了校准方法的可行性和一致性。