5-PSS/UPU并联机构的多目标性能参数优化

在并联机构多目标参数优化方面,针对5-PSS/UPU并联机构,提出基于空间模型技术与主成分分析法相结合的多目标性能参数优化方法. 推导出机构的位置反解、运动传递平衡方程,对单个驱动分支进行螺旋分析,给出多个全域性能指标;应用空间模型技术,研究各全域性能评价指标与机构结构参数之间的分布规律,绘制了各项全域性能图谱;应用主成分分析（PCA）法,研究各全域性能指标之间的相关性,得到综合性能评价指标函数并绘制综合性能图谱;基于综合性能图谱,选取多组结构参数并计算综合性能指标在机构工作空间下的分布规律.研究结果表明,空间模型技术结合PCA法能够综合考虑机构的各项性能,对结构参数进行优化设计,该优化方法同样适用于其他并联机构.     

径流和轴流LNG潜液泵使用寿命研究

LNG潜液泵作为液化天然气生产环节不可缺少的动设备之一,其工作环境苛刻导致了LNG潜液泵的频繁检修,检修困难且维修成本高。通过安装在泵轴附近的位移探针来测定两种LNG潜液泵泵轴轨迹曲线变化,并利用实时数据采集系统对泵轴轨迹数据进行采集,然后根据泵轴轨迹数据分析LNG潜液泵的轴承、轴衬磨损情况。分析测试结果可知与轴流LNG潜液泵相比径流LNG潜液泵在不同的流量下泵轴轨迹均比较稳定,泵轴位移轨迹没有偏离泵轴中心,同时径流LNG潜液泵的特性曲线不存在不稳定的流量区域。这些特性使径流LNG潜液泵的轴承和轴衬磨损较轴流LNG潜液泵的磨损小,有利于延长泵轴衬和轴衬等部件的寿命以及LNG潜液泵的维修周期,降低LNG潜液泵的大修成本。     

拟人腕关节机构的动载协调分配优化

针对拟人腕关节机构,提出了一种动载协调分配优化方法。基于拉格朗日方法和虚功原理建立动力学模型,推导了机构的动力学性能评价指标和力映射性能评价指标;采用加权求和法定义了综合性能评价指标,并通过Dijkstra算法得到了性能最优的运动轨迹;考虑时间、能耗、平稳性,采用遗传算法求解得到最优的广义时间;数值算例验证了该优化方法的可行性。     

硅酸镓镧单晶材料的声表面波标签研究

声表面波射频识别标签在射频标签领域获得广泛关注,其中对标签基底材料的研究也成了研究热点。文章旨在研究使用硅酸镓镧单晶材料为压电基底的声表面波标签的标签特性。对使用硅酸镓镧单晶材料为压电基底的声表面波标签进行频域和时域分析,并结合有限元分析方法,对标签的特征频率、叉指换能器(Interdigital Transducer, IDT)的反射系数、叉指电极金属化比、金属电极厚度以及标签回波特性进行研究分析,提取了耦合模COM(Coupled-mode)模型参数。分析结果表明了压电效应是声表面波的谐振与反谐振频率存在的根源,验证了脉冲幅度编码方式,并为使用硅酸镓镧材料作为压电基底的声表面波标签的制作提供了仿真实验依据。     

基于动力学的拟人肩关节动载协调分配优化研究

针对并联机构动载分配优化存在的问题,对一种拟人肩关节机构的运动学、动力学、机构性能等方面进行了研究,提出了一种动载协调分配优化方法。首先结合拉格朗日方程和虚功原理建立了动力学模型,并利用动力学仿真软件验证了动力学模型的正确性;然后基于动力学模型,建立了肩关节机构的动力学性能指标和力映射性能指标,并应用加权求和法将其转换成综合性能指标;最后采用Dijkstra算法得到了性能最优的轨迹,并综合考虑时间、能耗和力矩波动,采用遗传算法优化了该机构的广义时间,从而确定了各个关节的力矩、角位移和角速度。研究结果表明:该优化方法能够实现拟人肩关节在时间最短、能耗最小、性能最优的条件下完成运动,且该优化方法也适用于其他并联机构。