多体系统仿真分析平台参数化建模技术研究

针对复杂多体系统建模效率低、建模过程修改频繁等问题,研究了多体系统仿真分析平台的参数化建模技术,提出了一种工程约束推理求解和模型元素更新机制相结合的参数化方法.该方法采用点参数、设计变量参数和元素属性参数构建多体系统参数化模型.通过规则约束和表达式约束,描述了元素属性参数间的工程约束关系.针对工程约束的过程无关性,使用有向图作为参数化求解的内部表达,根据参数间的偏序关系获得工程约束求解序列.结合多体系统模型元素关联关系的特点,提出了一种事件驱动的模型参数化更新机制.最后通过轿车参数化建模实例,验证了该方法的有效性和可靠性.     

串联盘输送机动力学模型的求解

通过对串联盘输送机输送系统的动态分析,我们得出了系统的动力学模型,确定了系统参数.但由于此系统的动力学模型是非线性非齐次动力学模型,系统相加的外力相当复杂,对于这种模型目前还没有一个完整的求解方法.本文创造性地提出了灵敏度迭代Lanczos法求解整个系统方程,并加以推理论证,合理的得出了系统的近似模态参数.     

四缸内燃机曲轴系统扭转自由振动分析

建立了四缸内燃机曲轴系统扭转自由振动的集中参数模型,以此模型为基础求解了系统的一阶临界转速,进而进行曲轴系统的自由振动模态分析.     

基于粒子群算法的冲击波超压测试仪器的设计及应用

利用已被验证的非常有效的PSO算法对冲击波测试系统的动态特性进行求解。求解过程利用Hammerstein模型就系统进行了模型等价,通过求其等价模型参数的方法求出了系统的动态参数。     

基于移动边界模型的变频空调系统动态仿真

建立了变频空调系统的动态仿真模型.采用集总参数方法和移动边界模型分别建立蒸发器5阶和冷凝器7阶动态模型;压缩机和膨胀阀由于热惯性小,采用稳态模型求解.系统动态模型以压缩机和膨胀阀模型作为边界条件,通过联立两换热器动态模型,组合成12阶矩阵模型.仿真结果表明,此模型可对压缩机转速、膨胀阀开度、风量等阶跃变化时,系统的动态特性进行有效预测.     

牛头刨床急回机构运动仿真系统的运动建模

建立了牛头刨床的急回机构运动仿真系统的运动模型,展示了机构的绝对运动和相对运动,在此基础上对机构的动点作了动力学分析,包括其绝对运动参数和相对运动参数的求解.基于该运动模型,利用OpenGL技术开发了机构的运动仿真系统.     

汽车正面碰撞乘员侧约束系统优化算法

利用MADYMO软件建立了乘员约束系统的模型,而且该仿真模型在实验中得到验证.利用MADYMO软件对建立好的模型进行求解,再把计算的值导入HYPERVIEW软件王进行分析.模型经过验证后与试验数据相比较符合要求,利用验证后的模型对约束系统的参数应用正交试验设计的方法进行了优化.利用模型验证,剖析了该车型乘员的束系统保护性能特点,并利用ModeFROTIER软件对其进行了参数灵敏度分析,找出了若干影响乘员的敏感参数,之后,利用Mode FROTIER进行优化.     

滚珠丝杠垂直升降系统的建模和振动特性分析

以某上下料自动化设备中的升降机构为研究对象,采用集中参数法和分布参数法,利用拉格朗日方程和Ritz级数法,建立了滚珠丝杠垂直升降系统的动力学模型.利用模态叠加原理与降阶法求解微分方程对动态响应进行了求解.编制相应的MATLAB仿真程序,对系统进行了模态分析,研究了不同参数对工作台位移响应的影响.根据仿真结果分析系统的相...     

齿轮传动系统动力学模型参数识别方法研究

针对齿轮传动系统动力学模型中的参数因结合部的存在而不能准确求解的问题,基于考虑传动轴与轴承支承柔性以及齿轮啮合接触柔性的单级直齿轮传动系统六自由度动力学模型,根据系统动刚度矩阵与频响函数矩阵的互逆关系,推导了基于频响函数列的模型参数识别方法。对某齿轮箱中的一对齿轮进行仿真计算,获得其频响函数的某一列;基于获得的频响函数列,利用参数识别方法求解了系统的动力学参数,证明了识别方法的有效性。     

液压压力控制系统参数求解及系统仿真分析

采用一种用于求解非线性方程组的遗传算法对辨识获得的系统传递函数进行参数求解，依照解得的系统参数获得系统的开环模型。通过对开环模型进行仿真并与实测输出曲线对比，验证了遗传算法求解液压伺服系统参数的可行性。同时，通过分析仿真结果，找出了材料试验机比例压力控制系统与伺服压力控制系统在辨识方法上的差别。     

新型自动包装机控制系统的研究

提出了一种新型的、通用的自动包装机控制方法,采用模块化控制思想,根据包装机工作原理及结构特点,建立控制功能模块库,构造出通用的控制系统模型,并采用PLC对整个系统进行控制.     

基于干扰观测器的龙门机床双驱系统的同步控制

根据动梁式龙门机床双驱动系统的结构特点及运动特性,基于拉格朗日方程,建立了龙门机床两轴之间的机械耦合模型,结合传动系统动态模型和伺服系统三闭环控制结构,得到了龙门机床双驱动系统模型;为了降低非对称结构和偏心负载等干扰对同步性能的影响,提高系统的抗干扰性,提出了一种基于干扰观测器（DOB）的双驱动系统同步控制方法;最后进行了仿真分析,仿真结果表明,通过干扰观测器对干扰进行补偿后,龙门机床双驱动系统的同步性能得到了明显的提高。     

自动夹取型车床伺服进给系统控制方法

建立了伺服进给系统的控制模型,确定了伺服系统的控制策略,借助于控制工程分析软件建立伺服系统的仿真模型,整定了电流环、位置环以及速度环。通过对相关控制参数调节进行仿真,论证了该控制方法使机床具有较高的稳定性与快速响应特性,减少了系统的稳态误差。     

高档珩磨机自适应控制研究

针对珩磨加工过程多参数耦合程度高、动态实时性强的特点,通过分析珩磨机的加工原理和控制要求,根据数控珩磨机床往复运动系统和进给运动系统的工作特点,建立珩磨机自适应控制系统的数学模型,提出自适应控制策略,并用Simulink仿真,结果表明该模型和自适应控制策略满足高档数控珩磨机的控制要求。     

基于“电气特征值分析”的数控机床维修技术

从机床控制系统的典型电气特征参数检查的角度出发,举例说明了基于“电气特征值分析”的维修原理和方法。维修人员可以根据实际测得的机床控制系统的相关参数量（如：电压、电流、电阻及各类开关的状态等数值）与系统特征值进行比对,即可快速地找到故障原因,并排除故障,其关键是对数控机床电气特征值的恰当选取、特征值库的建立以及准确获得特征值。有效地利用这种方法对于提高维修人员的工作效率有很大的帮助。     

虚拟轴机床并联机构的自适应动态滑模运动控制

虚拟轴机床系统模型复杂难以准确建立,高速加工时存在强烈干扰且不确定,难以实际实现高性能控制,为此,提出一种新型自适应动态滑模控制方法,用于虚拟轴机床并联机构运动控制。通过构建新型动态切换函数,设计二阶动态滑模控制,以解决采用常规等效控制设计的滑模控制系统,因忽略执行机构快变动力学特性等而导致控制系统品质降低甚至不稳定的问题,同时避免滑模抖振的出现;引入自适应控制对虚拟轴机床加工时的外界干扰等不确定因素进行在线估计,以克服滑模控制性能需依赖于对未知干扰的先验估计的局限,增强虚拟轴机床克服高速加工时的强烈干扰的能力,进一步提高其控制性能。仿真和试验结果表明,采用自适应动态滑模控制方法,可使虚拟轴机床控制系统具有较好的自适应能力,较强的鲁棒性,良好的动态、稳态品质。     

管片拼装机回转系统齿轮啮合动力学分析

为了研究管片拼装机回转系统齿轮啮合的动力学特性,以管片拼装机小齿轮-大齿圈的传动系统为研究对象,采用集中参数法建立了考虑齿面摩擦的六自由度直齿轮动力学模型,依据管片拼装机实际工况参数,利用Runge-Kutta方法分析了管片拼装机回转系统在空载和负载两种工况下小齿轮和大齿圈的振动位移情况,对管片拼装机回转系统进行了振动测试,验证了模型及求解的正确性,并提出了可以通过增大管片拼装机回转系统刚度来减小振动的方法。研究结果对管片拼装机回转系统的减振和降噪处理,以及提高管片拼装机回转系统的精度有重要的理论和实用价值。     

Geometric error modeling and compensation for large-scale grinding machine tools with multi-axes

Synthesis modeling of a geometric error-based traditional method for large-scale grinding machine tools with six axes is too complicated to perform in a real-time compensator with a built-in position control system, and it is difficult to obtain all of the error elements corresponding to the model. This paper proposed a novel strategy in which a machine may be considered as translation axes and rotary axes, and geometric errors of the translation axes and rotary axis are modeled and the geometric error models of the machine are very simple for real-time error compensation. The volumetric errors of the translation axes are measured using spatial circular curve ball bar test, and every element of the rotary axis is also obtained by a series of considerate ball bar tests. According to the characteristics of a position controller used in the machine, a synthesis error compensation system based on the NUM numerical control system was developed. Error compensation experiments were carried out, and the results show that the accuracy of the machine is improved significantly.     

基于时间最优的注塑机料筒温度控制方法

注塑机在程序的控制下按照注塑流程自动顺序循环动作,其控制系统的性能直接影响注塑产品的质量.控制系统的关键与难点在于多段料筒温度控制的精度和速度,它直接反映了注塑机控制系统的性能.本文研究了注塑机多段料筒的温度特性,在分析了PID控制与Bang-Bang控制特点的基础上,提出积分分离式不完全微分PID控制与Bang-Bang控制相结合的方法,以时间最优控制策略对注塑机料筒的温度进行控制.经仿真和实用验证,根据此控制策略设计的注塑机控制系统具有控制精度高、速度快、成本低的特点.     

永磁直线进给系统多柔性体机电耦合动力学特性分析

针对高精度数控机床直接驱动进给系统动力学特性易受机械部件弹性变形、电气系统控制参数影响的特点,从机电耦合角度出发,用有限元法将永磁直线进给工作台进行柔性化,应用拉格朗日-麦克斯韦方程建立直线进给系统多柔性体的机电耦合模型。结合有限元分析软件ANSYS、动力学仿真软件ADAMS建立直线进给系统多柔性体的机电耦合仿真模型,并对系统进行动力学仿真分析和实验验证。结果表明,工作台柔性化更接近真实的工作情况;电气控制参数对系统动力学特性有显著影响。直线进给系统多柔性体机电耦合模型的建立可为直接驱动系统结构优化设计提供依据。