动圈式永磁平面电机平稳起浮与下降无位置传感器控制策略

针对动圈式永磁平面电机无位置传感器控制起浮过程中出现的误差过大、抖动以及下降过程中撞击定子表面等问题,分析了在实时电流分配策略下动子的移动过程,提出了"假气隙点"概念,推导出了"假气隙点"位置与期望气隙点位置的数学关系表达式和动子起浮至期望气隙点和下降至零高度的时间计算积分公式,并给出了平稳起浮和下降控制策略。"假气隙点"现象表现为动子停留在零位置时,对线圈分配"假气隙点"恒定电流,在此电流驱动下动子运行至期望气隙点处速度为0;动子悬浮在期望气隙点位置时,对线圈分配"假气隙点"恒定电流,在此电流驱动下动子运行至零位置处速度为0。控制策略利用上述现象,通过切换电流使动子在零位置和气隙点之间平稳移动。仿真结果表明,动子运行误差、抖动很小,证明了控制策略的正确性。     

内部爆炸加载条件下圆柱钢壳的动态断裂

在内部爆炸冲击波载荷作用下,爆炸容器的动态断裂是进行爆炸容器安全评估和失效分析的基础。为了研究爆炸容器的动态断裂特征,进行圆柱钢壳在中心装药的爆炸加载实验,采用非线性动力有限元分析程序LS-DYNA分析圆柱钢壳的弹塑性动力响应,研究圆柱钢壳的宏观变形和断口的宏观、细观形貌,分析圆柱钢壳的断裂模式及断裂机理。结果表明,圆柱钢壳纵向断口具有微孔聚集型剪切韧窝断裂特征,呈现出微孔聚集型剪切韧性断裂模式。内部爆炸冲击波加载下圆柱钢壳因径向膨胀发生动态塑性变形,产生剪切带,由于剪切带的软化效应而成为优先断裂通道,剪切带和环向拉应力的共同作用是形成微孔聚集型剪切韧窝断裂这种混合韧性断裂模式的原因。     

未知自由曲面数字化自适应采样方法

为实现逆向工程中未知自由曲面高效、高精度的数字化测量,提出一种基于探路法的自适应采样方法。在接触式测头(Touch probe,TP)的两侧各安装一个点激光测头(Point laser probe,PLP),建立坐标转换模型将各个测头的测量值统一到基准坐标系下。逐行采样过程中,在测量方向上,PLP用于探路测量,系统实时地对探路测量数据进行处理并拟合成B样条曲线,根据拟合曲线的曲率特征为TP测量规划合理的测量路径,TP以探路结果为指导完成自适应采样。在测量截面进给方向上,通过截面间夹角分析,自适应地细分测量截面。仿真和试验结果表明,该方法能根据曲面特征合理地布置采样点,有效地提高未知自由曲面数字化采样的效率和精度,为逆向工程提供良好的采样数据。     

精密数控机床主轴系统多物理场耦合热态特性

在综合分析数控机床主轴系统的边界条件的基础上,建立三维多物理场耦合流场-温度-结构场的稳态和瞬态热态特性分析模型,采用有限元分析法（FEM）进行仿真模拟.该模型考虑主轴系统各零部件的实际尺寸、零部件不同面的不同放置情况、外界空气在不同流动情况与不同定性温度下对分析结果的影响,考虑主轴系统在外加非圆截面弯管冷却液影响下的温度场分析情况.以某精密数控双磨头磨床主轴系统为例进行分析与实验验证.结果表明,提出的主轴系统多物理场耦合热态特性分析的模型与方法可以快速、有效以及较准确地获得主轴系统的热态特性.     

手动托盘车焊接工艺的焊接变形仿真及预测

为精确分析托盘车在焊接过程中产生的热变形,在充分考虑工况、相变、热力学参数等动态变化的基础上,采用传热学理论与热弹塑性理论,建立托盘车货叉与中档的焊接多物理场耦合分析模型,应用参数化编程对货叉与中档现有的焊接工艺进行了仿真分析,其分析结果与试验结果的误差在16.7%以内,验证了分析模型的有效性.仿真分析了改变焊接方向与多机器人同步焊接的工艺调整方案对焊接热变形的影响,结果表明：二者可分别降低焊接变形0.9 mm与1.3 mm,达到了控制变形的目的.本研究为手动托盘车自动化夹具设计、工艺优化设计等奠定了基础.     

微制造隔振平台振动的模糊广义预测控制

采用主动隔振与被动隔振相结合的技术,建立以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器为主动隔振元件的微制造平台6自由度隔振系统及其结构模型。提出一种改进的自适应广义预测控制算法,并与模糊控制结合起来,应用于微制造平台的振动控制中,实现广义预测控制与模糊控制的优势互补。计算机仿真与试验结果表明,所设计的微制造平台模糊广义预测控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力和时域性能,可在非常宽的频率范围内将由干扰所引起的微制造平台的振动在被动隔振的基础上减少80%左右,效果显著。     

机床温控仪开发及控制算法研究

机床热态精度是实现现代高精度加工技术的关键问题。研究机床温度控制是提高和稳定机床热态精度的重要课题。作者新研制的以单片机为核心的机床温控仪,具有成本低、功能多、抗干扰能力强的特点,且易实现不同控制算法。结合高精度机床温度监控试验,作者提出了变增益双模控制算法,克服了参数不易调定的困难,较好地解决了机床温度控制过程中快速稳定和超调等矛盾。     

精密设备系统主动隔振的基础理论与技术

本文分析了精密设备隔振平台的激励环境,从理论分析角度将被动隔振和主动隔振的隔振传递率进行了对比,得出在超低频阶段主动隔振传递率远远低于被动隔振中的隔振传递率的结论.从应用技术角度阐述了精密隔振中广泛应用的超磁致伸缩驱动器的性能,并通过实验测得了其静态位移输出特性.此外,介绍了主动隔振系统常用的控制方法,给出了模糊PID方法的振动控制效果.