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关键词： 非线性能量阱   非线性阻尼   脉冲激励   靶向能量传递   近似解析解  

摘要： 非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)是一种优于线性吸振器的被动能量吸收装置,其在各个领域的抑振中起着关键性的作用.对具有线性阻尼的串联式两自由度非线性能量阱(2-DOF LNES)、具有非线性立方项阻尼的串联式两自由度非线性能量阱(2-DOF NNES)以及具有线性和非线性阻尼的组合式串联两自由度非线性能量阱(2-DOF CNES)3种系统在脉冲激励下的振动抑制性能及能量传递形式进行了研究.建立了3种系统的理论模型,并利用复变量平均法对相应的系统近似解进行了推导,得到了对应的慢变动力流方程.使用4阶龙格库塔法对同种系统在不同初始能量下NES的减振效率及能量传递形式进行了纵向对比研究,又对不同系统在同种初始能量下的减振性能和能量传递形式进行了横向对比研究.结果表明,在主结构耦合串联式两自由度NES模型中,NES振子对主结构的减振主要通过1:1:1瞬态共振俘获实现.2-DOF LNES和2-DOF NNES分别在较小和较大的初始能量条件下对主结构具有较好的抑振能力.2-DOF CNES则综合了2-DOF LNES及2-DOF NNES系统各自的优势,不仅具有小的能量触发阈值,并且在主结构受到较大的初始脉冲激励时也能保持较好的减振性能,这种优势使其在应对不同的初始能量条件下时均具有较高的减振效率和鲁棒性.

关键词： 六自由度位移测量   位置敏感探测器   理论建模   数值计算法   小角度近似法  

摘要： 基于位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)的六自由度(6 Degree of Freedom,6DOF)位移测量对紧凑空间内精密位移台初始位置和姿态的精密测量具有重要作用。精密位移台位移与PSD上光斑位移之间非线性关系的解耦是实现精密位移台亚微米及微弧度位移测量精度的关键。根据PSD与6DOF精密位移台上角锥棱镜之间的位置关系,构建了6DOF位移测量方案,建立了6DOF位移台位移与PSD上光斑位移之间的精确对应关系模型,采用数值计算法对该模型进行解耦求解,并与小角度近似法进行了对比分析。结果表明,当6DOF位移台单自由度位移范围为±10 mm和±10 mrad时,数值计算法引入的解算误差最大值为10^(-17)mm和10^(-15)~10^(-16)mrad量级,而小角度近似法引入的解算误差最大值为5.39μm和35.5μrad;在此基础上,采用蒙特卡洛法以随机均匀分布方式产生10000组六自由度位移进行分析,表明数值计算法引入的解算误差平均值为10^(-17)mm和10^(-17)mrad量级,而小角度近似法引入的解算误差平均值为10^(-3)~10^(-6)mm和10^(-5)mrad量级,其中z方向解算误差达到4.4μm,R_(x)和R_(y)方向解算误差达到28μrad,故小角度近似法无法满足上述位移测量精度要求。所提出的基于数值计算法的解耦方法对实现6DOF位移台的高精度位移测量具有重要意义。

关键词： 碰撞振动   干摩擦   分岔   吸引子共存   转迁特征  

摘要： 在参数平面和状态平面内,研究了一类单自由度含干摩擦和弹性约束碰撞振动系统周期运动的分布、转迁及共存特征。首先,给出了系统各运动状态(滑动、黏着及碰撞)的衔接条件,并利用响应微扰计算方法得到系统的Floquet矩阵。其次,由相轨线与黏着面的关系将系统在参数平面内的运动划分为六种类型,根据Floquet乘子和滑移分岔发生的几何条件判定相邻周期运动在转迁时的稳定性和分岔类型,并基于胞映射和打靶法分析稳定及不稳定周期运动共存及转迁特征。研究发现,在相邻的多态共存区边界线交点处,系统在不同初始状态下存在分岔共存现象。由于间隙和干摩擦广泛存在于实际机械系统中,研究此类系统的动力学特性,对后续系统参数的设计及各种动力学行为的控制具有重要的意义。

关键词： 3SPU-PU并联机构   运动学分析   自由度   有限元分析  

摘要： 针对现有2R1T并联机构并不能很好地满足航空航天工业制孔稳定性的问题,设计了一种全新的两转一移并联机构3SPU-PU,并基于此并联机构设计了2-DOF转头,构造了5-DOF混联机器人,可用于某型飞机座舱盖制孔。首先,利用修正的G-K公式计算了3SPU-PU并联机构的自由度;其次,利用子结构综合的方法对所设计的五自由度混联机器人进行了逆运动学分析;运用ADAMS仿真分析与MATLAB理论计算对运动学分析理论模型进行了验证;最后,利用有限元分析方法对混联机器人进行了静力学分析。结果表明,所设计的混联机器人刚度大、质量轻,能更好地满足制孔稳定性的需求,研究结果也为混联机器人的样机研制、动力学分析及实时控制打下了理论基础。

关键词： 改进微分进化   优化神经网络   二自由度机械臂   轨迹跟踪   动力学方程   动态行为表现形式   约束处理机制   MLP结构  

摘要： 针对二自由度机械臂的轨迹跟踪问题,本文提出基于改进微分进化优化神经网络的二自由度机械臂轨迹跟踪方法。分析其动力学方程,从周期性振动、瞬态响应和稳定运动状态3个角度探讨了二自由度机械臂的动态行为表现形式,将轨迹跟踪转化为求解二自由度机械臂非线性微分方程。采用约束处理机制改进基本微分进化算法,利用多层感知器(Multilayer Perceptron,MLP)结构的神经网络跟踪二自由度机械臂轨迹。测试结果表明,跟踪误差始终保持在0.010 m以内,最大值为0.010 m,最小值为0.003 m,与对照组相比具有明显优势。

关键词： 水下游动机械臂(USM)   反馈线性化   模糊控制   自抗扰   自适应扩张状态观测器  

摘要： 水下游动机械臂(USM)作为一种新型的水下机器人,其镇定控制对于水下观测和作业任务的顺利完成具有重要意义。针对USM六自由度镇定控制时,其模型难以准确建立、水流等外部扰动难以观测和6个维度的控制器参数整定困难等问题,提出了一种基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的控制方法。首先建立了USM的动力学模型;其次,考虑到USM强非线性和强耦合性的特点,对动力学模型反馈线性化后设计了PD控制器,并引入了模糊控制逻辑调整控制器的参数;同时为减少建模误差和实际水下环境存在各种不确定干扰对控制效果的影响,设计了一种自适应扩张状态观测器来实时补偿模型的不准确性和外扰。最终,在湖中实验测得,所提方案6维均方根误差(RMSE)为0.425 2、0.166 8、0.168 5、0.267 4、0.117 4、1.003 3,较之传统方案有明显的提升,证明了所提方案的有效性。

关键词： 血液透析   扣眼穿刺   动静脉内瘘  

摘要： 现代治疗手段中,血液透析治疗过程中血管通路是否畅通是维持患者的“生命线”,目前国内外均以自体动静脉内瘘(AVF)作为远期治疗的第一选择。绳梯法、区域法以及扣眼法都是AVF中极为常用的穿刺方法,内瘘血管狭窄以及血管瘤等并发症都是区域穿刺法中最为常见的,所以不建议采用;采用绳梯技术可减少术后并发症,但对血管的长度有一定的要求;在某些供血不足,可供穿刺血管较短的患者中,扣眼穿刺是一种辅助穿刺方式。本文主要介绍扣眼穿刺的发展史,总结了扣眼形成方法、扣眼穿刺过程中高发的不良反应及其影响因素,为临床选择合适的穿刺方法提供依据。

关键词： 三严   招标采购   浙江省余姚市   提质增效   关键节点   精准度   自由度  

摘要： 近年来,浙江省余姚市总工会建设“制度+平台”,紧町招标采购事前、事中、事后关键节点,通过采取严抓“精准度”促规范、严求“实效度”促融合、严控“自由度”促透明“三严三促”举措,推动工会招标采购工作提质增效。

关键词： 自动整平系统   运动学模型   电液比例位置控制系统  

摘要： 针对水下抛石基床整平需求,设计一套基于挖掘机三自由度液压机械臂的自动整平系统。对臂架机械结构进行适应性改造,通过试验计算其作业负载,结合有限元法验证改造结构的可靠性。基于D-H法和几何法搭建臂架正、逆运动学模型,将铲尖轨迹运动转换为臂架各构件的协同控制。设计基于PID控制的臂架电液比例位置控制系统,通过AMESim验证了臂架驱动控制系统方案的可行性。结合北斗定位技术,搭建臂架自动整平系统架构,提出适用于工程应用场景的定位、整平作业流程。最后,通过工程试验和应用对自动整平系统进行了验证。试验和应用结果表明:采用三自由度液压机械臂的基床整平效率更高、成本更低,整平精度也满足施工要求。

关键词： 机械手臂   实时控制   视觉引导   PID控制算法  

摘要： 主要通过硬件系统和软件系统的设计对多自由度机械手臂进行了深入研究。采用STM32系列单片机作为机械手臂的主控单元,对载有弯曲传感器的虚拟现实设备进行运动姿态数据采集、无线发送与接收,实现对机械手臂末端控制器的远程实时控制。同时,利用OpenCV视觉引导技术对采集的目标物体图像进行识别与处理,系统能够准确定位和识别图像的空间坐标,通过PID控制算法使机械手臂能按照指定位置和预定速度正确识别和抓取目标物体。