基于嵌入式的单片机智能控制应用研究

针 对 嵌 入 式 的 单 片 机 智 能 控 制 中 采 用 的 顺 序 结 构 控 制 、多 任 务 控 制 等 控 制 方 式 进 行 研 究 。 该两 种 方 式 均 需 由 单 片 机Ｐ Ｃ指 针 来 控 制 程 序 每 一 个 语 句 命 令 的 执 行 ,以 及 每 一 个 任 务 的 完 成 。 对 于 控 制 简单 、没 有 多 任 务 同 时 控 制 下 多 采 用 顺 序 结 构 控 制 方 式 。 针 对 多 任 务 控 制 的 需 要 ,为 实 现 感 觉 和 视 觉 、实 时 性等 应 用 问 题 ,通 过 运 行 速 度 高 的 单 片 机 主 程 序 进 行 合 理 的 任 务 与 等 级 安 排 、时 间 控 制 ,采 用 优 化 编 程 方 法 、定 时 检 测 和 优 先 等 级 中 断 服 务 程 序 处 理 方 式 ,实 现 了 小 车 嵌 入 式 智 能 控 制 应 用 中 多 任 务 同 时 运 行 、实 时 执行 的 效 果 。     

飞秒激光烧蚀面齿轮的等离子体冲击波效应影响研究

针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA在飞秒激光精微加工过程中产生的等离子体冲击波效应,建立了等离子体冲击波传播的压强方程、精微加工材料的波阵面温度模型。以脉宽、能量与离焦量作为变化参数,得到了冲击波传播半径随温度与压强的变化规律。试验验证了飞秒激光脉宽在300、500、800 fs时,单脉冲激光能量保持在15～25μJ,此时熔融层光滑平整,具有较好的烧蚀效果。相同脉宽下,过高的能量导致熔化材料过多,凹坑深度加深以致于排出效果降低,在凹坑壁形成高低不平的波峰。使用较高能量参数对材料进行变离焦量烧蚀时,随着正离焦量增大,边缘热影响区域增大。同时,等离子体冲击波对液态材料的排出效果由于离焦变化而降低。验证了等离子体冲击波效应模型,达到了实际烧蚀效果。     

利用响应面法的高速齿轮轴多目标优化方法

以提升高速齿轮轴的运行安全性为目的，通过模态分析、参数灵敏度分析和实验设计，建立了高速齿轮轴参数化设计与响应面优化模型，利用多目标优化遗传算法对1阶、2阶临界转速及其对应最大振幅进行寻优，得到了Pareto最优解，实现了多参数耦合下的优化设计，得到了运行安全性较高的转子结构。结果表明：优化后1阶、2阶临界转速与工作转速的间隔降幅分别为22.9%,10.8%,满足转子安全设计要求；通过可靠性校验，1阶、2阶临界转速在优化后的可靠度分别为100%、99.02%,进一步证明了优化方法的正确性。     

飞秒激光烧蚀面齿轮材料的工艺参数影响研究

根据面齿轮材料18Cr2Ni4WA的飞秒激光扫描加工中的温度传递过程，建立了三温传热模型，并建立了扫描加工中的多脉冲能量累积模型。仿真分析了改变激光能量密度对烧蚀材料时电子晶格温度的变化，多脉冲加载下电子、晶格和材料表面最高温度的变化，以及改变扫描速度和扫描间距对加载能量的变化，结果表明随着能量密度的增大，电子最高温度从37000 K上升至44000 K、最终平衡温度从17000 K上升至22000 K。在多脉冲的加载下，随着能量密度的增大，电子最高温度也有一定程度的增大，并且材料表面最高温度的平衡温度也会增大，从2600 K上升至3250 K。随着扫描速度和扫描间距的增大，多脉冲累积能量有一定的减小，能量分布尺度在增大。试验分析了不同能量密度、扫描速度和扫描间距对飞秒激光烧蚀面齿轮材料的影响，并对烧蚀形貌进行了粗糙度分析，结果表明，当能量密度为4.34 J/cm²、扫描速度为300 mm/s、扫描间距为18μm时，烧蚀形貌质量较好。该研究为提高飞秒激光扫描加工面齿轮材料的表面形貌质量提供了研究基础。