刀尖圆弧半径对主偏角影响的分析与实验研究

刀尖圆弧半径对加工精度、切削力等切削参数有重要影响,而主偏角直接影响切 削变形和切削力的变化。为了研究车刀刀尖圆弧半径对主偏角的影响,建立了刀具要素间的几 何关系。根据切削深度和刀尖圆弧半径大小,将切削条件划分为 4 种：①刀尖圆弧半径小于切 削深度,且主偏角为 90°;②刀尖圆弧半径小于切削深度,且主偏角小于 90°;③刀尖圆弧半径 小于切削深度,且主偏角大于 90°;④刀尖圆弧半径大于切削深度。根据刀尖圆弧半径和切削 深度之间的几何关系,分别计算了 4 种切削条件下刀尖圆弧半径导致的实际主偏角的变化。为 了验证分析结果,进行了切削实验,通过分析背向力和进给力的夹角计算实验主偏角。实验结 果证明,刀尖圆弧半径导致主偏角变小。     

基于BP神经网络的飞机称重传感器在线标定研究

飞机质量测量的准确性决定其飞行的性能和安全可靠性。针对目前飞机称重传感器在线标定存在的误差较大、随机性强、稳定性差等问题,探讨了称重传感器在线标定原理及方法。利用神经网络的非线性映射能力,构建基于BP神经网络的飞机称重传感器在线标定模型,并研制了标定试验装置,进行标定试验和验证。结果表明,基于BP人工神经网络的飞机称重传感器在线标定提高了标定稳定性和效率,保证了称重值与实际值的一致性,满足了实际需求。     

煤炭在线动态称重系统研究

分析了目前煤炭在线动态称重系统即胶带秤动态称重系统、矿车衡动态称重系统和箕斗秤动态称重系统的称重原理及优缺点,提出了一种具有高计量精度的基于图像处理技术的矿车衡称重系统;研究了煤炭在线动态称重系统中的关键问题,即标定方法、称重传感器、动态数学模型、数据处理算法和上位机系统软件,指出在提高标定精度的同时降低标定难度是煤炭在线动态称重系统标定方法的研究方向;振弦式称重传感器是称重传感器未来发展方向;先进的技术和理论是动态数学模型和数据处理算法的研究方向。     

凝汽器污脏程度在线监测仪的研制

提出了一种在线监测凝汽器污脏程度的新方法。该方法将传热端差作为研究对象,综合考虑各因素对端差的影响,运用神经网络建模技术成功地实现了凝汽器污脏、工况参数变化对端差影响的分离,可准确地在线监测凝汽器污脏程度。介绍了根据此方法研制的以DSP为核心的监测仪,并进行了现场试验,试验结果证明了该仪器的有效性。     

压力传感器在线状态监测装置研发

目前煤炭输送皮带采用双托辊(2个传感器)或四托辊(4个传感器)并采取传感器输出信号并联方法,以此提高皮带秤的准确性和稳定性.然而该并联方法无法对传感器进行独立采集,同时影响了传感器的故障判断.采用MSC1210Y5单片机和信号分离器,设计并联称重传感器系统的压力传感器状态在线监测装置,实现多个压力传感器并联应用时的独立采集;设计压力传感器在线状态比对算法,将不断变化的称重累计量转换为定量值,解决称重累计量为变量而无法准确在线监测的技术弊端.测试结果表明该装置较好地满足了压力传感器独立采集的要求,为称重计量装置等集中监控提供有效手段.     

基于β射线法的新型PM2.5自动监测系统研究

近年来大颗粒物污染日趋严重,准确监测颗粒物PM2.5迫在眉睫。目前国外监测仪器已在国际上普遍使用,国内真正的知识产权产品比较少,产品的精度以及稳定性也有待提高。采用基于β射线法原理研制了PM2.5质量浓度在线监测系统,在仪器结构中提出采用原位检测的方法,并进行与标准称重法的比对实验来验证系统的可行性,结果表明两者测量数据的相关性为0.988。通过数据校正补偿后与监控站赛默飞仪器比对实时监测数据,日测量数据平均值相对偏差仅为1.8%。     

烟丝弹性在线检测装置的研制与应用

烟丝弹性检测一般采用离线静态检测,无法实现在线动态检测。以离线检测烟丝弹性的检验方法为理论基础,研制了一套烟丝在线检测装置。该装置由测厚装置、辐射称重装置以及数据采集系统等部件组成。烟丝测厚装置通过连杆压轮升高,采用角位移传感器进行检测。烟丝的窄束称重测量采用辐射称重方法,可同时实现烟丝填充值的在线检测。烟丝弹性在线检测数学模型以烟丝弹性离线检测模型为基础,辅以烟丝含水率作为修正系数。应用效果表明:该装置具有较好的稳定性和较高的可靠性,同牌号同批次烟丝弹性在线测量值与静态测量值相比,无显著差异;同牌号不同批次烟丝弹性值除与烟丝含水率有关外,还与烘丝工序加工工艺参数相关;不同牌号的弹性值因其叶组配方的差异,弹性值之间差异显著。烟丝弹性在线检测装置的应用,为进一步实现烟丝弹性的稳定控制、有效提高烟丝的填充能力和耐加工能力奠定了基础。     

油套管在线测长与称重系统设计与开发

随着世界浅层石油资源不断减少,石油开采不断向地球深处延伸,最深的油井已经超过一万米,假如油套管的米重每增加0.1kg,整个重量就会增加1000kg,会大大增加油管连接螺纹受力,极有可能出现油管螺纹失效,继而油管掉井的风险。因此每支钢管的几何尺寸及长度、米重必须满足API(美国石油协会)标准要求。为满足用户要求,设计开发了钢管在线测长称重系统,该系统包括钢管测长、称重、喷标及数据管理四个模块,文中重点叙述系统在线测长、称重的构成、原理与实现过程。通过在线测长称重系统应用,成功实现油套管生产过程中单支测长、称重和特殊标志喷标技术,以及根据米重与长度自动判别油套管好坏,达到了API标准。     

在线质谱分析仪的研制及应用

针对工业过程在线监测需求,研制了一种基于四极杆质量分析器的在线质谱分析系统,详细描述了该仪器的主要组成结构及各模块的功能特点,对该仪器进行了性能测试,结果显示该仪器技术指标已达到国际同类产品的指标要求。在钢铁冶金、石油化工以及生物制药等行业的应用结果表明,该系统具有响应时间快(<1 s),测量精度高,动态范围宽,可同时进行多流路多组分分析,维护成本低和可靠性高等突出优势,能够适用于多种复杂、恶劣的应用环境。     

基于LabVIEW的虚拟电力谐波测试仪

本文利用LabVIEW开发平台研制了基于虚拟仪器的谐波测试装置。该仪器可实现谐波的在线分析,提高了谐波测量的精度,其性能优于传统测试仪。     

Stick-slip motion control based on cutter location data for an orthogonal-type robot

In this article, a new desktop orthogonal-type robot, which has the capacity of stick-slip motion control based on cutter location data, is presented for lapping small metallic molds with a curved surface. The robot consists of three single-axis devices with a high position resolution of 1 μm. A thin wooden stick tool with a ball-end shape is attached to the tip of the z-axis. In order to improve the lapping performance, a novel stick-slip motion control method is developed in the control system. The small stick-slip motion is orthogonally generated in the direction of the tool’s movement. The effectiveness of stick-slip motion control is examined through an actual lapping test of an LED lens cavity.     

工件精密研磨过程的计算机仿真技术

工件的研磨过程对其研磨质量具有决定性的影响,研究工件精密研磨过程的轨迹和速度对于保证工件研磨后的质量和研磨盘的均匀性具有重要的意义.文中从运动学和几何学原理出发,建立了工件精密研磨过程的轨迹方程,通过将复杂的研磨运动简化为在中心距一定条件下夹具绕研磨盘中心轴的回转运动及夹具自身的回转运动,对工件上任意点相对于研磨盘的运动轨迹及瞬时速度进行了分析计算,并开发了相应的计算机仿真软件,对其运动轨迹曲线及瞬时速度进行了分析.结果表明,在一定条件下,研磨盘会得到均匀磨损,工件的研磨质量也得以提高.计算机仿真技术的应用,为分析工件研磨过程的规律提供了可能,是一种简便有效的分析方法. 迹和速度对于保证工件研磨后的质量和研磨盘的均匀性具有重要的意义.文中从运动学和几何学原理出发,建立了工件精密研磨过程的轨迹方程,通过将复杂佑的研磨运动简化为在中心距一定条件下夹具绕研磨盘中心轴的回转运动及夹具自身的回转运动,对工件上任意点相对于研磨盘的运动轨迹及瞬时速度进行了分析计算,并开发了相应的计算机仿真软件,对其运动轨迹曲线及瞬时速度进行了分析.结果表明,在一定条件下,研磨盘会得到均匀磨损,工件的研磨质量也得以提高.计算机仿真技术的应 ,为分析工件研磨过程的规律提供了可能,是一种简便有效的分析方法. 迹和速度对于保证工件研磨后的质量和     

便携式液体色差测试仪的设计

基于光电积分法设计仪器的光电探测器,通过专用程序优选颜色玻璃作滤光器,修正探测器的光谱灵敏度S(λ),可一次积分测出样品的三刺激值XYZ.仪器采用高亮度节能的脉冲氙灯作为光源,利用光纤导光,用单片机作为控制器,直接给出被测液体色差.采用已知x0、y0、z0色度坐标的标准液体,标定仪器并得到颜色校正系数.测试数据表明,该仪器可用于液体色差的现场快速测量.     

单晶硅研磨过程的声发射在线监测研究

本文在BIN62型超精密研抛机的基础上设计了研磨过程的声发射在线监测装置,试验研究了不同研磨工况对声发射信号RMS值和材料去除率的影响规律,采用回归分析方法建立了材料去除率与声发射信号RMS值的线性数学模型,并通过声发射波形的频谱分析和表面形貌的观测研究了单晶硅研磨过程中的声发射源机制。结果表明：在保持其他研磨工况不变的条件下,声发射信号RMS值随着研磨压力或研磨速度的增加而增加;根据RMS值可实现材料去除率的在线监测,在给定研磨工况范围内材料去除率预测模型的预测误差小于4.2%;声发射波形的频谱分析技术可用于声发射源机制的识别,单晶硅研磨过程中声发射信号主要的频率成分出现在50 kHz~260 kHz频段内,声发射信号主要来源于材料的脆性解理、磨粒磨损和轻微粘结磨损。     

Comparison of abdominal‐wall stretching between basic and enhanced laparoscopic instruments

In laparoscopic surgery, access to the patient's abdomen is gained by using an instrument, consisting of a 300–400 mm long stem with attached tool, inserted through a cannula mounted in the patient's abdominal wall. Sliding of the stem relative to the cannula and rotation of the stem about its longitudinal axis are the only motions not constrained by the abdominal wall. These limited‐motion capabilities necessitate abdominal‐wall stretching for full‐spatial tool displacements. Abdominal‐wall stretching is potentially damaging to the patient and fatiguing to the surgeon. Minimization of stretching is shown to be possible by the addition of a single revolute joint to the basic instrument. The motions allowed by the stem and cannula, the additional joint, and the abdominal wall result in a kinematically redundant system; i.e., an infinite number of joint displacements exist to achieve a desired tool position and orientation (desired tool pose). An optimization technique is applied to determine the minimum stretching for desired tool poses. Elimination of stretching is shown to be possible by the addition of two revolute joints to the basic instrument. Displacement models for the basic and enhanced instruments are found using concepts of manipulator kinematics. Forward and inverse displacement solutions for the instruments are found. The inverse displacement solutions are used to compare the amount of stretching required by each instrument. The stretching is highest for the basic instrument. The instrument with one additional joint produces stretching that is always less than or equal to that of the basic instrument. The instrument with two additional joints eliminates the need for stretching. © 2001 John Wiley & Sons, Inc.     

真空自耗电弧炉系统优化控制策略研究

为了研究真空自耗电弧炉在特殊钢冶炼过程中偏弧现象的形成原因、检测方法和改善措施,以降低产品的次品率和切除量,针对某电弧炉弧压、熔速和弧位等关键变量,设计了优化控制策略。首先,分析了真空自耗电弧炉的系统结构,基于Biot-Savart定律与数值算例,讨论了偏弧的成因;然后,研究了一种使用四个电磁传感器来检测电弧中心位置的方法;最后,基于“弧位检测—熔速与稳弧线圈修正”思想,提出了一种系统优化策略,并在MATLAB-Simulink平台上进行了仿真。仿真结果表明,偏弧现象与弧压、电流、弧长密切相关,且弧压与熔速相互耦合。因此,所提出的优化策略将弧位检测结果作为反馈量,通过弧压、熔速和稳弧线圈修正以改善偏弧是一种有效方法。     

方位远探测声波反射波成像测井仪研制与应用

为了更准确地描述碳酸盐岩储层的非均质特征,基于方位反射声波测井原理和相控接收技术研制了具备一定方位识别能力(22.5°)和超远探测距离(40 m)的方位远探测声波反射波成像测井仪.该仪器采用了高度集成化的有源式承压结构设计,电路集成于声系内部并直接承压,抽取部分采集的海量数据进行上传而其余大量数据则直接存储在仪器中.仪器研制成功后在塔里木油田完成了多口井的测井任务,并准确探测到了裂缝距离井轴的距离和方位,为仪器更进一步推广应用打下了基础.     

焊接过程的非线性辨识

准小孔弧焊接过程是个典型的非线性系统。为了得到它的模型,本文采用最小二乘法对其进行辨识。仿真结果表明最小二乘法是非线性系统辨识的一种非常有效的方法。     

Distributed priority ranking of strategic preliminary requirements for management information systems in economic organizations

The development and construction of a management information system (MIS) is a complex task. Selection of the correct requirements to be implemented in the MIS is a serious problem. The problem is made even more difficult by inadequate methods of requirements priority ranking. This paper describes instruments for distributed priority ranking of strategic preliminary requirements for MISs in organizations, profit-making or non-profit making, that are involved in the economy. The instrument consists of a metamethod that combines several methods, each accomplishing a different subtask of the priority ranking. A Web-based tool is provided to assist the requirements engineers in applying the instrument with a distributed group of stakeholders. The instrument and the tool are validated as effective by their use in an effort to create requirements for the management information system for city government. The paper reports lessons learned in this validation exercise.     

Hybrid multiobjective optimization algorithm based on multivariate mean square error and fuzzy decision maker

This work presents the turning process of AISI H13 hardened steel with the PCBN 7025 tool, considering six output variables: tool life, machining total cost, surface roughness, machining force, sound pressure level, and specific cutting energy. Several problems are encountered in engineering processes that have adverse effects on the reliability of complex engineering systems. Hence, the aim of this work is to optimize the hardened steel turning process by applying mathematical methods to reduce dimensionality and eliminate the correlation between the multiple responses. The resultant latent response surfaces and their respective targets constitute the normalized multivariate mean square error (MMSE) function that is minimized by the normal boundary intersection (NBI) method. Furthermore, a fuzzy algorithm is applied to identify the best solution from several feasible solutions of the Pareto frontier that is compared with the performances of normalized normal constraint, arc homotopy length, global criterion method, and desirability method. The results show that NBI-MMSE has a higher performance than the other methods. In addition, NBI-MMSE is tested with benchmark functions to evaluate its effectiveness and robustness. Therefore, NBI-MMSE identifies the dynamics of the turning process of AISI H13 steel by revealing the optimal solutions for the input process parameters.