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关键词： 波浪能   振荡浮子   多自由度   波浪爬升  

摘要： 增加振荡浮子式波浪能发电装置的自由度可以拓宽设备的捕获频带,从而有效地提高其捕获效率,但这也意味着浮子与波浪间的作用过程更加复杂,产生的波浪爬升等非线性现象不容忽视,严重时甚至会发生越浪从而降低浮子装置的使用寿命和效率.本文开展了规则波作用下多自由度浮子迎浪侧波浪爬升特性的物理模型试验,对单自由度运动和多自由度耦合运动的浮子上的波浪爬高进行了比较,以分析在有无动力输出装置(power take-off,PTO)阻尼条件下自由度之间的相互作用效应,并使用数值模拟分析耦合运动浮子周围的流场分布.结果显示,增加自由度可以导致没有PTO阻尼的浮子上的波浪爬高显著降低,有效降低越浪风险.对于有PTO阻尼的多自由度振荡浮子,增加垂荡方向上的PTO阻尼力对波浪爬升有很大影响.三自由度耦合运动浮子能更好地利用波浪能并具有更好的安全性.

关键词： 二自由度柔性机械臂   轨迹跟踪   IMFAPC   降低抖振  

摘要： 针对二自由度柔性机械臂轨迹跟踪误差大、易产生抖振问题,提出了一种改进无模型自适应预测控制(Improve Model-Free Adaptive Predictive Control, IMFAPC)方法。首先在控制律中增加了对误差变化率的限制,并对误差变化率的差分也进行了限制。其次,设计时变参数的估计与预测机制,引入I/O数据信息预测未来时刻系统控制输入,从而有效解决二自由度柔性机械臂轨迹跟踪过程易振荡和发散问题,明显提高了对目标轨迹的跟踪精度且有效降低了柔性臂的弹性抖振。最后,经过仿真和实验验证了本文所提方法的有效性。

关键词： 波浪能转换装置   双体点吸收装置   多自由度耦合   非线性模型   不规则波  

摘要： 提出一种新型双体波浪能转换装置,其主体由浮标和可调节质心的摆体构成。利用AQWA进行频域仿真,获取装置的水动力参数,建立含黏性项的多自由度耦合的时域模型,并将水动力参数代入模型,分别开展规则波、不规则波的仿真,研究质心位置、PTO(power take-off)阻尼对装置性能的影响,最终根据真实海况划分若干不规则波并分别开展仿真,研究装置在真实海况下的发电性能。结果表明,装置可通过调节配重位置在不同周期的波浪中高效发电,且装置在小波高情况下也可以有效利用波浪能量,具有持续的发电能力。

关键词： 变自由度   单回路   并联机构   拓扑设计   位置分析  

摘要： 特殊单回路机构通过一些特殊位置后会发生自由度变化,从而使其拓扑学、运动学/动力学性能发生变化,并适用于不同的应用背景。研究设计了一种由8个转动副(R)组成的单回路并联机构,它有3种运动模式,分别为2自由度、4自由度以及3自由度驱动,对应3个机构;然后,分析计算了3种运动模式下机构的方位特征集、自由度、耦合度3个主要拓扑特性,并分析了3种机构变拓扑结构的稳定性及可转变性;同时,对运动模式1、模式3下机构的位置正反解进行了分析。为基于这种变自由度单回路机构单元的可重构并联机构的研究提供了基础。

关键词： 微创手术   机械产品   结构设计   运动学仿真  

摘要： 为了改变传统微创手术器械结构较为复杂、上手难度高、操作不直观的缺陷,通过文献研究法与实证研究法相结合,研发了多自由度微创手术器械,实现了“手-钳运动”一致,给医生和患者带来更好的微创手术体验。

关键词： 欧拉-伯努利梁   弯曲内力   达朗贝尔原理   傅里叶级数  

摘要： 针对欧拉-伯努利直梁受简谐载荷作用下的弯曲振动问题,在得到响应后再次采用达朗贝尔原理,给出了一种新形式的弯曲振动内力解,该解直观显示了简谐力和惯性力对弯曲振动内力的贡献。基于傅里叶级数严格证明了其与教材中利用梁挠曲线近似微分方程和弯曲内力微分关系求出的内力完全等价,为加深理解及应用傅里叶级数、静力学理论、达朗贝尔原理和梁弯曲理论提供了一个综合性较高的案例,期望能助力提升基础力学教学效果。

关键词： 关联路径   采购效率   开放共享  

摘要： 采购与开放共享作为仪器设备管理的两个重要环节,二者之间相互影响、相互作用,通过开放共享意识前移、优化采购阶段工作,可实现提升采购质量和开放共享效益水平的双重目标。该文以三向六自由度地震模拟振动台系统为例,以高质量采购为起点,以提升开放共享质量为目标,通过加强顶层设计、强化采购论证、明确采购参数、加强采购实施计划等方式,构建采购与开放共享的关联路径,实现采购与开放共享的双向促进提升,塑造了完整的生态系统,为高校的教学、科研和人才培养提供全面支持。

关键词： 飞机清洗   运动学   改进粒子群算法   轨迹优化  

摘要： 传统飞机清洗车由于关节运动不稳定,清洗时间长,清洗效率低造成无法对机身蒙皮进行快捷高效清洗。针对心目问题,设计了六自由度飞机清洗臂,为验证机械臂的运动性能,运用改进D-H法进行运动学分析得到机械臂末端转换矩阵,设计了GUI计算运动学正逆解。并提出将改进粒子群算法与3-5-3分段插值相结合的方法对飞机清洗臂进行时间最优轨迹规划。通过仿真结果显示,与传统3-5-3多项式插值相比,上述方法在保证运动稳定性的同时缩短了运动时间。为以后飞机清洗臂的路径规划与控制问题的研究奠定了基础。

关键词： 模糊PID   多自由度   机械臂   自动控制   运动轨迹   三维重建  

摘要： 在多自由度机械臂自动控制方法无法对偏离的轨迹进行跟踪,导致机械臂轨迹偏离值过高,因此,提出了基于模糊PID的多自由度机械臂自动控制方法。根据实际测定需求及标准,确定多自由度机械臂状态,对多自由度机械臂运动轨迹三维重建,结合模糊PID实现多自由度机械臂自动控制。测试结果表明,与传统方相比,本次所设计的基于模糊PID的多自由度机械臂自动控制方法最终得出的轨迹偏离值相对较低,控制效果较好,控制精度较高,具有一定的应用价值。

关键词： 载荷识别   非线性系统   卡尔曼滤波   随机载荷   平方根容积卡尔曼滤波  

摘要： 为识别铁道车辆车钩等存在非线性刚度阻尼的单一维度、多自由度系统的外部动载荷,提出一种基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法的载荷识别方法.以一个二自由度的非线性弹簧阻尼系统为例,建立包含外部动载荷和系统部件状态变量的非线性过程函数,以各自由度振动加速度为观测量,基于平方根容积卡尔曼滤波算法识别外部动载荷.仿真结果表明,该方法可以较好地识别作用在多自由度非线性系统上的随机载荷,刚度非线性系统和阻尼非线性系统的识别结果相关系数分别为0.997 和0.999.