混凝土臂泵车柔性臂架激振力优化研究

在混凝土泵车柔性臂架动力学方程的基础上,经过简化处理得到臂架的振动方程。以臂架振动激振力最小为优化目标,以末端软管轨迹为约束条件,得到满足条件的关节转角的表达式。由计算机仿真得到臂架转角及各柔性坐标对应的激振力,仿真结果表明满足末端轨迹的要求小臂架振动激振力的数值很小,因此这种方法在满足臂架末端运动轨迹的条件下有效抑制了柔性臂架的振动。     

卫星相机快门装置的模态分析及刚度优化

为了研究卫星相机快门装置动态结构刚度,利用ANSYS Workbench对快门装置进行了有限元模态分析,得出该装置的固有频率和模态.在有限元建模中采用以弹簧单元代替滚珠的滚动轴承部件的简化建模方法,通过对简化样机进行模态试验,验证了简化建模方法的准确性.根据模态分析结果,以快慢盘的6个尺寸参数为设计变量,以其基频为目标函数,进行了快门装置的刚度优化设计,提高了装置的基频,使装置结构达到了设计性能指标.     

机械结构的动特性设计（五）：响应预测和激振力的识别

给出了复杂结构振动响应预测的模态模型表达式,分别讨论了周期激励、瞬态激励以及随机激励三种情况。考虑到应力设计是强度和疲劳寿命估计的重要依据,因此本文同时给出了上述三种激励条件下的应变响应预模型,据此可以进行有关截面的应力估计。最后,讨论了激振力的识别问题。     

基于微塑性变形的振动时效激振力的选择

振动时效使残余应力峰值降低并得到均化的主要原因是材料内部微塑性变形的局部性。本文分析了静载荷及循环载荷下的微塑性变形行为,认为振动时效动应力的选择应以材料的疲劳极限作为依据。     

机械优化设计中目标函数的常用优化目标及应用研究

介绍机械优化设计中数学模型的目标函数的常用优化目标,以及应用实例.     

飞机地面振动试验中激振力矢量优化技术研究

在飞机地面振动试验中,激振力矢量的优化直接影响模态识别结果的精度。本文主要介绍了在飞机地面振动试验中,激振力矢量(包括激振力位置、大小及方向)的优化技术,并在具有密集模态的飞机模型地面振动试验中进行了应用,使试验的效率和精度得到了很大的提高,验证了激振力优化技术的可行性,具有一定的工程应用价值。     

硅微机械陀螺自激驱动数字化技术

为了进一步增强硅微机械陀螺仪驱动模态的控制精度与稳定性,提出了一种基于自激振荡原理,以现场可编程门阵列(FPGA)为主要数字信号处理平台的驱动电路.以陀螺仪驱动模态特性为出发点,分析了自激振荡原理对驱动电路的要求.分析并建立了驱动相位控制与驱动幅度控制模型,实现了频率测量-补偿算法控制驱动环路相位,PID控制算法控制环...     

机械立卷夹钳夹紧力的计算与优化

从一种冶金机械立卷夹钳入手,对其机构简图进行了受力分析,建立了夹紧力计算和校核的数学公式,确定了夹紧力与机构各杆件所处位置,以及夹持物与夹钳钳口的摩擦系数之间的关系。为夹钳的结构优化提供了理论依据。     

大口径快速密闭窗口的设计及测试

针对大口径宽波段高能激光发射系统使用环境复杂、激光发射间歇时间长,晶体窗口无法满足使用要求等情况,为发射系统设计了一套快门式机械窗口。该机械窗口采用聚氯乙烯(PVC)薄板作为防尘罩,利用弹簧和密封环组成半固定式滑槽,采用步进电机驱动。利用圆形薄板的大挠度变形原理,建立了防尘罩挠曲变形量与正压风载间的非线性微分方程;以中心挠度为摄动参数用摄动法求解微分方程,获得防尘罩挠曲变形量与风压载荷间的关系,并进一步求出电机的负载扭矩。由于电机的输出扭矩是一定的,为了使防尘罩抗风载能力达到最大,利用电机负载与防尘罩挠曲变形量间的解析关系式进一步优化了防尘罩的弯曲刚度。实际测试结果显示,防尘罩挠曲变形量的求解误差不超过15%;当防尘罩弯曲厚度为0.8mm时,防尘罩可以抵御12m/s风载作用,电机负载扭矩为0.34Nm;开启与关闭的最短时间小于3s,窗口运行可靠,符合设备使用要求。     

机械拼接时间延迟积分CCD空间相机的振动参数检测

为了获取空间相机在轨摄像期间的振动幅频特性,提出了一种基于TDICCD拼接技术的空间相机振动参数检测方法。根据TDICCD拼接原理,利用拼接结构中的重叠成像区域在不同时刻对同一景象成像,通过灰度投影算法对所成图像进行比对求取相对偏移量,拟合偏移量数据,进而根据拟合结果计算出空间相机振动参数。实验结果表明:对于一维单一频率的振动,频率相对误差小于0.5%,振幅绝对误差小于1个像元;对于一维混合频率的振动,频率相对误差小于3%,振幅绝对误差小于2个像元;对于沿推扫方向和垂直推扫方向均为单频振动的二维振动,频率相对误差小于1%,振幅绝对误差小于2个像元。实验结果验证了检测方法的正确性,达到了不增加额外设施,仅利用相机自身结构就能精确测量相机振动参数的目的,并为后续图像复原提供了数据基础。     

基于遗传算法的微机械陀螺的多学科设计优化

基于micro-electro-mechanical system(MEMS)技术的微机械陀螺是集传感器、致动器、检测与控制等于一体的复杂多学科交叉系统,其整体特性是各个子系统综合作用的结果。在充分考虑工艺、结构、电路、工作环境等多学科或因素的约束条件下,提出微机械陀螺的多学科概念设计模型。以陀螺的灵敏度最大为优化目标,利用遗传算法对设计模型进行全局优化,获得初步的最优设计方案,并采用有限元软件ANSYS验证优化结果的正确性。     

大口径空间相机像质的微振动频率响应计算

由于大口径空间相机对空间环境变化和卫星内部振源引起的微振动十分敏感,本文研究了影响成像质量的微振动频率响应的计算方法,以改善相机的在轨动态成像质量。该方法通过实际光学模型取代线性光学模型,建立微振动光机集成模型,从而计算影响成像质量的微振动频率响应。首先,建立大口径空间相机有限元模型,进行结构频率响应计算,得到采样频率点的光学表面节点位移和相位。然后,通过蒙特卡洛分析方法,建立微振动光机集成模型,以均方根光学系统动态传递函数和视轴漂移衡量大口径空间相机动态成像性能。最后,研制了大口径空间相机力学样机,对其进行了振动试验,验证了有限元模型的正确性。试验结果表明仿真结果与试验结果接近,误差均在5%以内,满足大口径空间相机动态成像质量分析的要求。     

用加速度波形优化方法减少柔性机械臂残余振动

柔性机器人在航天及核工业领域有广阔的应用前景。提出了用加速度优化的方法获得柔性臂的最佳运行控制信号并控制其运动,从而消除其运动终止时的残余振动思想。通过理论推导得到残余振动计算公式,采用网格法对其进行优化。仿真和试验结果证明了此方法的有效性。     

机械设计常用可选优化目标及应用研究

机械优化设计研究如何从众多可行的方案中寻求最佳,从而提高机械设计的质量效率;优化设计的数学模型中的目标函数是评价设计方案优劣的标准,确立目标函数的关键是选择优化目标,这里介绍目标函数的常用可选优化目标。     

基于双目视觉的绳驱动飞行机械臂目标识别与抓取

为提高面向飞行机械臂平台的目标姿态估计的精度,为飞行机械臂配备双目视觉系统,对绳驱动机械臂和双目相机进行系统建模,利用Camshift算法对目标进行实时追踪,结合目标的几何特征提出一种轻量化的目标姿态估计算法,可用于飞行平台的实时目标追踪与姿态估计并进行飞行机械臂抓取实验。实验证明：该姿态估计算法对于目标追踪和姿态估计具有较好精度,可以实现抓取作业。     

机械齿轮材料选择及设计优化

正常工作状态下,齿轮的传动等功能在机械工作中起着十分关键的作用。但由于机械生产中的工作强度大及其他相关因素,机械齿轮失效问题出现频繁,严重时会导致机械设备瘫痪,降低机械生产的效率,甚至会导致安全事故,必须加以改进。因此,加大对机械齿轮的研究,对现有的机械齿轮材料进行相关选择和比较,并对设计存在的不足进行优化,期望对于我国机械齿轮寿命的增加具有一定帮助作用。     

柔性关节机械臂轨迹规划及振动抑制研究

针对工业机器人多自由度复杂机械臂系统,对其建立多刚体运动学模型,仿真验证末端运动轨迹的真确性。在此基础上,对机械臂系统的末端关节进行柔性化处理,添加随机柔性扰动,得到刚柔耦合机械臂较为真实的末端轨迹曲线。提出了基于混沌粒子群优化算法(CPSO)的振动抑制方案,通过CPSO算法对机械臂末端轨迹的插值参数进行优化,定义了柔性末端的振动变形最小的目标函数,并给出了具体的求解步骤。数值仿真结果表明,在满足系统约束条件的情况下,机械臂运行平稳,不存在角速度突变的情况,相比于基本粒子群优化算法,CPSO算法保证了粒子群体的随机性,提高了群体的多样性,且收敛速度较快,不会陷入局部最优,在CPSO优化下的柔性末端轨迹振动明显减小,从而说明CPSO算法能够有效优化轨迹规划参数,减小机械臂柔性末端的振动变形。     

一种冗余机械臂多目标轨迹优化方法

针对冗余机械臂在轨迹规划过程中构型不唯一的特点,对冗余机械臂轨迹的多目标优化方法进行了研究,建立了以减小机械臂动作幅度、能量消耗和关节运动冲击为指标的多目标优化模型。通过改进的双模式混合差分进化算法(DHDE),对机械臂运动轨迹进行优化以获得逆运动学解的数值解。DHDE算法将DE/current-to-best/1/bin策略中的F因子改进为互补因子K,并利用天牛须算法原理进行优化,同时结合DE/rand/1/bin策略,改进后算法具有求解精度高、收敛速度快和鲁棒性强等特点。仿真表明所提方法能有效优化关节轨迹,理论定位精度可达到10-5 mm。最后实验验证了该方法的合理性和正确性。