2009, 40(6):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:均质压缩燃烧(HCCI)在控制上存在难点,其中关键是基于循环的空燃比实时控制。HCCI汽油机没有能直接表征发动机每循环进气量的参数,因此,采用动态递归神经网络(Elman网络)预测HCCI发动机每循环的进气量。通过氧传感器闭环和瞬态工况中的油膜补偿,实现对HCCI发动机的稳态及瞬态工况下空燃比的精确控制。试验表明:汽油HCCI发动机神经网络预测模型及空燃比控制策略能满足HCCI发动机实时控制的需求。
2009, 40(6):6-9. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:进行了当量比φ=1的汽油机和当量比分别为0.8、0.6、0.4的纯氢发动机台架试验。通过对测得的汽油机和氢发动机燃烧缸压数据进行标定,建立了较为准确的AVL Boost汽油机和氢发动机燃烧仿真模型,并进行了仿真。结果表明,氢燃料的特性使得缸内混合气的燃烧速度显著加快,燃烧持续期大幅缩短,导致缸压上升,有效热效率得到提高。当量比为0.4的稀薄工况时纯氢发动机仍可正常运行,发动机燃用氢气可改善发动机性能。
2009, 40(6):10-15. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:针对普通油泵—油管—油嘴燃油系统,建立了喷射系统的数学模型。对不同温度下柴油和二甲醚喷射系统性能进行了数值模拟。研究表明:在相同温度下,二甲醚喷嘴压力的上升和下降速率、压力峰值都比柴油低,20℃时二甲醚较柴油下降51.1%,50℃时较柴油下降45.2%,喷射速度和累积喷油量均远低于柴油,针阀开启时刻较柴油明显延后;在最大速度点,20℃和50℃时二甲醚分别较柴油下降38.8%和36.8%。随着温度的升高,柴油和二甲醚的喷嘴压力、喷射速度下降,针阀开启时刻延迟,且柴油的索特平均直径明显减小。
2009, 40(6):16-22. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:为研究半主动悬架车辆行驶平顺性,利用SIMPACK软件建立了整车多体动力学模型,并在半主动悬架七自由度整车行驶动力学模型的基础上,应用Matlab/Simulink软件设计神经网络模型参考自适应控制算法,建立了一个半主动悬架控制策略研究的集成环境,利用该集成环境对磁流变阻尼器的半主动悬架车辆行驶平顺性进行联合仿真。仿真结果表明,与被动悬架相比,当汽车以60km/h和120km/h在C级路面上行驶时,车身垂向、俯仰、侧倾加速度均方根值分别下降了32.33%、28.09%、35.93%和41.56%、18.52%、22.97%。基于神经网络模型参考自适应控制的磁流变半主动悬架可以有效衰减车身的振动,改善车辆的行驶平顺性。
2009, 40(6):23-27. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:针对某重型车辆油气混合型悬架试验系统,建立了油气悬架负载的电液伺服驱动力控制系统的数学模型,并分析了负载刚度变化对系统幅值裕量与相位裕量的影响,得到控制参数与负载刚度之间的关系。为了能够提高系统的动态性能,引入根据刚度变化自动进行增益和转折频率调整的二阶校正环节。仿真和试验均表明所提方法对提高试验精度的有效性。
2009, 40(6):28-32. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:从混合动力液压挖掘机的结构入手,以系统全局效率优化为目标,提出了并联式混合动力液压挖掘机动力源单元和能量储存单元的优化目标函数、约束方程以及整机的参数匹配方法,并结合一台5t混合动力液压挖掘机系统进行了部件参数匹配的实例研究,通过Matlab/Simulink建模分析得到经参数匹配后的系统,其各部件具有装机功率低、效率高、油耗低的良好特性。
2009, 40(6):33-36. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:提出了一种车辆稳定性控制系统,基于分布式结构的分析方法,通过合理分布复杂的控制算法将控制系统分为控制分析、控制分配和控制执行3个层次。在控制分析层采用了滑模变结构控制方法,计算出车辆期望作用力和横摆力矩。使用非线性优化方法将期望值分配到4个车轮上,实现并优化了控制分配效果。在CarMaker车辆动力学分析环境中进行了仿真分析,结果表明设计的控制算法提高了车辆在极限工况下的稳定性,降低了驾驶员驾驶强度。
沈刚 , 黄其涛 , 何景峰 , 丛大成 , 韩俊伟 , 皮亚东
2009, 40(6):37-42. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:根据道路模拟振动台的试验要求,设计了控制系统的整体方案。为了提高控制系统的实时性和快速性,在硬件方面,采用了DSP TMS320C2812采集振动台反馈的模拟量和数字量,利用DSP TMS320C6713处理算法并且与嵌入式处理器S3C2410进行通讯。利用快速原型控制系统实现了该方案,利用Matlab/Simulink建立道路模拟振动台的控制系统模块,在CCS集成开发环境中可以自动生成代码,然后将可执行代码下载到DSP TMS320C2812和DSP TMS320C6713中,即可实现道路模拟振动台的控制系统设计。
2009, 40(6):43-46. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:针对无级变速器(CVT)压力传感器测量误差较大的问题,提出了一种应用支持向量机(SVM)建立误差补偿模型的方法。在分析引起测量误差因素的基础上,确立了误差补偿模型的输入、输出基本结构;通过试验构建训练样本集,并完成误差补偿模型的训练,在训练过程中,通过遗传算法对模型参数进行了优化。试验结果表明,设计的误差补偿模型可以有效提高传感器的线性度,并可以把最大绝对误差从0.5MPa降至0.15MPa,显著提高了压力传感器的性能和测量精度。
2009, 40(6):47-52. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:针对水稻插秧机分插机构优化过程中的多目标、非线性、交互性、模糊性以及优化结果不唯一等问题,建立了运动学参数的计算模型,通过对插秧性能各要求的模糊化得出各要求的隶属度,同时提出了对干涉的判定方法。在以各隶属度最大化为目标,运用优化算法求得一组较优解的基础上对该组解进行了区间扩张,将区间搜索转换为多目标优化问题,再次运用优化算法并通过 Visual Basic 6.0软件编程实现了自动搜索非劣解群的目的。结果表明:利用该方法可以迅速搜索得到运动学参数的范围,较人机交互优化方法更为快捷、方便,提高优化效率。
于建群 , 钱立彬 , 于文静 , 潘世强 , 方瑛 , 付宏
2009, 40(6):53-57. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:建立了芯铧式开沟器和播种施肥开沟器与土壤颗粒的二维离散元法分析模型,采用离散元法研究开沟器的工作过程及工作阻力,通过改变开沟器的CAD模型和土壤颗粒参数,分析不同条件下开沟器的工作阻力。在室内土槽进行了2种开沟器的工作阻力测试,并将测试结果与开沟器工作阻力的离散元法计算结果进行了比较,两者的变化趋势基本一致,相对误差在10%~20%之间,由此初步证明了采用离散元法分析开沟器工作过程和工作阻力的可行性,为开沟器的研究和优化设计提供了一种新方法。
2009, 40(6):58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:以VC++为工具,田间实拍图像为研究对象,在分析田间秸秆和土壤纹理特征差别的基础上,设计了BP神经网络秸秆覆盖率检测系统。该系统采用了神经网络与纹理特征相结合的方法提取秸秆,并以纹理特征熵值为标准建立了网络输入层学习样本选取准则。人工模拟和田间试验表明,设计的BP神经网络秸秆覆盖率检测系统对田间秸秆的识别率达90%以上,秸秆覆盖率计算误差可控制在5%以内;与传统的拉绳法相比,检测效率提高
2009, 40(6):63-66. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:设计了一种冲量式谷物质量流量压电传感器。应用显式动力学软件LS—DYNA建立了谷粒—力敏元件冲击有限单元模型,数值模拟了谷粒冲击力敏元件的过程,研究了力敏元件材料对冲击过程的影响。应用LabView软件和高性能压电陶瓷,开发了谷粒冲击力敏元件的物理样机试验系统,对数值模拟结果进行了检验。数值模拟和试验研究的结果表明:在1Cr18Ni9、聚丙烯和陶瓷(Si3N4)3种力敏材料中,陶瓷(Si3N4)是首选;在测试系统中应用所述压电陶瓷,无须前置放大器即可以满足谷物质量流量测试要求,极大地简化测量电路,提高测量精度,降低测试成本。
2009, 40(6):72-75. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:针对收缩-扩散型水洞中进行铝制翼型空蚀破坏试验时,传统度量不能准确量化翼型表面不 同位置的空蚀程度,提出了数字图像检测的方法。获取试验翼型表面SEM空蚀图像,然后对图像进行模糊增强,并进行类间方差最大阈值分割,用二值形态学方法处理边缘,最后由统计特性计算出空蚀破坏表面积、蚀坑数量等。图像测量可得到空蚀对翼型表面破坏数值的定量结果。
2009, 40(6):76-80. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:在比较各种进出水流道水力损失研究方法的基础上,运用计算流体动力学方法数值模拟了4种水泵装置内部流动,研究水泵转速变化对进出水流道水力损失的影响。数值计算结果表明,由于水泵装置中进水流道内部流动受水泵叶轮旋转引起的水流预旋的影响,因而小于无泵单独运行时的水力损失。水泵转速变化后,在相同流量下,进水流道的水力损失基本不变。水泵导叶出口水流条件和剩余环量影响出水流道的水力特性,水力损失随流量变化的关系非常复杂。水泵转速变化后,出水流道内部流动不相似,相同流量下的水力损失不相等。装置模型试验结果验证了数值计算结果的有效性和可靠性。
2009, 40(6):81-84. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:根据压力脉动幅值对空化变化相当敏感的特点,利用离心式水泵试验平台模拟空化现象,获取水泵出口压力信号。研究发现,在空化发生时刻,水泵出口压力的轴频幅值增大,且存在 很多低频脉动成分。同时,根据试验获取的壳体振动和出口压力信号,分别建立该水泵正常运行的时间序列数学模型,利用模型残差的方差值判别离心泵的运行状态,实现对其空化特征的识别。
2009, 40(6):85-89. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:对空气阀水锤防护特性的主要影响因素进行了试验分析。结果表明:在合理位置安装合适进排气孔口径的空气阀可有效防止因水柱分离再弥合而导致的巨大水锤升压,但空气阀的防护效果受安装位置和进排气孔口径的影响较大;口径过大,在排气过程中会产生较大的水锤升压,口径过小则可能因进气量和进气速度不够而达不到水锤防护的效果,实际应用中应对进、排气孔口径进行优化或采用“快进慢出”的结构形式;对本试验装置,空气阀应安装在首先产生水柱分离的位置,不合理的安装位置会加剧管道中的水锤压力上升。在此基础上,建立了空气阀参数和泵出口阀关闭程序的优化模型,并采用遗传算法进行求解。将上述优化方法应用到实际供水工程的水锤防护,提出了适宜的水锤防护措施。
2009, 40(6):94-97. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:提出一种基于发电厂的风力发电机设计理念,以风电场年发电量和发电质量作为优化目标,采用伸缩式叶片结构,在低风速下伸展叶片以提高风机输出功率,在高风速下收缩叶片,结合变桨实现输出功率调节;将额定风速、伸展时最大叶片长度、收缩时最小叶片长度和叶片中心半径作为优化变量,建立风机系统优化模型,运用遗传算法获取风机最优设计参数。结合风机设计实例,验证了风机系统优化设计的可行性。
2009, 40(6):98-102. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:采用滑移网格技术对直叶片垂直轴风力机进行了非定常数值模拟,得到尾流速度、特定过流断面的速度分布规律,并与经典的多流管理论计算出的尾流速度、特定过流断面速度进行了对比,数值模拟结果与理论计算值吻合较好。结果表明,采用滑移网格技术对直叶片垂直轴 风力机进行非定常的数值模拟能够较好地反映流场特性。
2009, 40(6):103-110. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:为优化牡丹籽油的超声波辅助提取工艺,在单因素试验基础上,选择液料比、超声波功率、处理时间、处理温度为自变量,牡丹籽油得率为响应值,采用Box-Behnken试验设计方法,研究各自变量及其交互作用对牡丹籽油得率的影响。利用Design Expert软件得到回归方程的预测模型并进行响应面分析,确定超声波辅助提取牡丹籽油的最佳条件为:液料比11mL/g,超声波功率300W,处理时间60min,处理温度54℃,提取次数为3次。在该工艺条件下,牡丹籽油得率达24.12%。GC—MS结果表明牡丹籽油中富含不饱和脂肪酸,其中亚油酸和亚麻酸的质量分数分别为
2009, 40(6):111-115. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:利用近红外漫反射光谱分析技术对稻谷千粒质量进行了测定和研究。通过对70个不同品种的稻谷样本进行近红外光谱扫描,将获得的光谱进行10种不同方法的预处理,然后应用PLS方法建立稻谷千粒质量预测的定标模型,根据交互验证决定系数(R2)和交互验证标准差(RMSECV)进行最佳定标模型选择,最后依据稻谷千粒质量预测值与真实值间的相关系数(r)和预测标准误差(SEP)进行模型预测能力评价。结果显示,在光谱区间11998.9~7497.9+6101.7~5449.8+4601.3~4246.5cm-1、采用最小—最大归一化预处理方法建立的定标模型具有最大的交叉验证决定系数0.773和最小的均方根误差1.67g;以最佳定标模型预测的稻谷千粒质量与真实值之间的相关系数为0.945,预测标准误差为0.76g,表明近红外光谱分析技术可以用来进行稻谷千粒质量的快速测定。
2009, 40(6):120-123. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:采用CIELAB表色系统研究了采收期、降温方法和套袋等处理对鸭梨采后果皮颜色变化的影响。结果表明,晚采收提高了鸭梨果实的成熟度和果皮的L、a、b(不套袋果)值,使得叶绿素减少,类胡萝卜素增加;缓降温处理促进了不套袋鸭梨L值和a值的升高,加速了叶绿素的降解,而对套袋果影响不明显;套袋处理使鸭梨的L值和a值增大,b值减小,叶绿素减少,颜色变浅,采后色泽的变化减缓。
2009, 40(6):124-128. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:为去除苹果汁中残留的溴氰菊酯,利用大孔吸附树脂对苹果汁中溴氰菊酯的吸附性能及参数进行了研究。通过树脂吸附溴氰菊酯的静态吸附试验, 对大孔吸附树脂进行了筛选,同时,在动态吸附试验的基础上,对最佳吸附动态条件进行了优化,结果表明:LS—803型树脂对溴氰菊酯的吸附能力最强, 其静态吸附时间为100min;通过正交试验确定了LS—803型树脂较佳的动态吸附条件为: 温度20℃、苹果汁质量浓度
2009, 40(6):129-132. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:研究了松针总黄酮(PNF)的抗氧化性能和酶法修饰提高PNF抗氧化性能的条件。结果发现,PNF的体外抗氧化性能很强,DPPH自由基清除效果与抗坏血酸相似,羟基自由基、超氧阴离子清除率分别约为抗坏血酸清除率的4倍、2倍,Fe3+还原能力的EC50约为抗坏血酸EC50的1/2.8。用β-葡萄糖苷酶对PNF进行酶解修饰,其最优工艺参数为:酶解温度40℃,酶添加量1/1000,底物质量浓度0.6g/L,酶解时间5h。酶解后,PNF的抗氧化性能明显提高。
吴彩娥 , 方升佐 , 冯宗帅 , 杨万霞 , 李婷婷 , 贾韶千
2009, 40(6):133-137. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:为提高青钱柳叶总黄酮的纯度,筛选适宜青钱柳叶总黄酮纯化的大孔树脂,确定青钱柳叶总黄酮纯化工艺参数,选用大孔树脂材料,采用静态与动态吸附—解吸方法对青钱柳叶总黄酮进行纯化,以吸附量与洗脱率为考察指标对树脂进行选择与工艺研究,并利用紫外可见分光光度计测量青钱柳叶总黄酮的含量。结果表明:AB—8型大孔树脂纯化效果最好,其最佳工艺为进样速度2BV/h、进样质量浓度1.0mg/mL,洗脱剂最适宜体积分数与洗脱速度分别为70%和2BV/h。表明AB—8型大孔树脂适合青钱柳叶总黄酮的纯化。
2009, 40(6):138-142. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:由于人们对食品安全、货架期延长、成本效益、环境问题和消费便利性要求的提高,食品包装技术也得到了充分的发展,为了提高包装的性能,满足人们的需求,活性包装技术便应运而生。食品抗菌包装技术是活性包装技术的一种, 它可以有效地抑制食品表面的微生物,延长食品的货架期,保证食品品质。本文主要论述了抗菌包装技术类型以及它们在食品中的应用,并对抗菌包装系统中无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂作了概括。最后,本文对抗菌包装技术未来发展趋势作了描述。
2009, 40(6):143-146. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:应用两阶段聚类法对云南省大理州14个主栽烤烟品种C3F和C3L 2个等级的中部烟叶外观质量进行聚类分析,并应用多元方差分析对聚类效果进行了检验。结果表明,产地和品种对烤烟外观质量的影响较小,并将100 个烤烟样品外观质量分为3 个类型;明确了各类型烟叶外观质量的重要性状、变异特点和类型间的分类特性;其聚类分析结果与烤烟外观质量的实际表现相吻合,因而两阶段聚类分类结果客观、合理、准确、可靠。
2009, 40(6):147-152. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:为了远程控制超低空无人飞行器起降和监视其飞行状况,设计了基于虚拟现实技术的导航与控制方法。借助Multigen Creator软件,建立了飞行器的三维仿真模型,由DEM数据生成了地形场景,研究了三维模型的驱动方法。根据飞行器上装载的GPS接收机和其他传感检测设备实时传递的参数对虚拟环境下的飞行器模型及飞行场景进行驱动。同时给出反馈信号,控制飞行器按预定路线和姿态飞行,利用GIS技术,在数字地图上显示飞行轨迹。对飞行器的飞行轨迹和飞行姿态进行实时控制,仿真试验表明,对飞行器的远程导航控制是可行的
2009, 40(6):153-157. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:采用Pro/E和ADAMS软件相结合的方法,建立了草方格铺设机器人动力学模型,同时探讨了二者联合建模仿真的一般步骤。模型添加必要的边界条件后,对纵向压轮和横向插刀正常动作时的草方格铺设机器人振动状态进行了仿真。通过仿真,得到了牵引车、纵向铺设机构、横向铺设机构、纵向压轮和横向插刀质心的位移、速度以及加速度曲线。分析了这些曲线出现波动的原因,为进一步的优化提供了数据。通过试验,得到实际状态下的试验曲线,并与仿真曲线进行对照,证实了草方格铺设机器人仿真模型和仿真结果的合理性和可靠性。
2009, 40(6):158-163. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:提出了秸秆行茬视觉导航方法,引导农机具在根茬行间作业以防止堵塞,并对玉米直立根茬导航路径的检测方法进行了研究。选取了图像的彩度信息作为研究对象,通过多种自动阈值选取方法的对比试验和分析,采用迭代法对根茬图像与土壤背景进行了有效分割,并采用2次腐蚀处理去除噪声,通过膨胀处理填充目标区域孔洞;使用了过已知点的Hough变换检测出玉米直立根茬行间及行茬直线。田间试验表明,该方法能够有效地提取出秸秆行茬导航路径,计算时间不超过
王凤花 , 裘正军 , 介邓飞 , 赵华民 , 张海红 , 张淑娟
2009, 40(6):164-168. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:设计开发了测量pH值和电导率的农田信息采集仪。在探讨该仪器测量原理和软硬件设计的基础上,分别采用两点校正法和配比KCl溶液法对采集仪的pH值和电导率测量进行了标定试验,并在一块黄豆田间隔14m×14m进行土壤采样,共采土样15个,对标定方程进行了验证试验。结果表明,土壤pH值标定结果和准确值的相对误差小于1%,土壤电导率相对误差小于14%;土壤pH值标定结果和准确值线性回归模型检验显著性概率为0.0478,决定系数为0.8978;土壤电导率标定结果和准确值线性回归模型检验显著性概率为0.0004,决定系数为0.9716,所建立的pH值和电导率标定方程都是可靠的。
2009, 40(6):169-174. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:针对烤烟烟叶的分级问题,提出了一种基于粗糙集理论的智能分级方法。为了适应烟叶分级的特点,将粗糙集理论予以扩展和改进,给出了相应的离散化和属性约简算法。同时构造了烟叶分组、分级的二级推理模型,以实现合理粒度的知识获取。通过烟叶的化学指标进行“部位”和“颜色”上的并行分组,可得到各自的推理规则以及影响指标和相应的重要度。在规则推理获得烟叶的分组后,借助所有化学指标的重要度进行多属性决策判定得到烟叶的分级。实验结果表明该方法有效可靠,并优于同类其他方法。
2009, 40(6):175-178. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:提出一种以利润最大化为目标的温室CO2调控量决策方法。以生菜为研究对象,运用神经网络建立非线性的植物生长速率预测模型,采用多项式函数拟合得到植物市场价格规律模型,并考虑CO2施肥的成本,寻求最优CO2体积比的调控量。以生菜生长过程中的实验数据和2004~2006年凌家塘批发市场提供的生菜价格季节性变化规律为依据,结合实际情况建立预测模型并实现了多信息的融合,为温室测控系统CO2调控量的决策提供了依据。
2009, 40(6):179-183. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:温室内温度的时空分布及变化与外界气候环境之间有较强的耦合性。以Venlo型两连栋空玻璃温室为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)技术,应用离散坐标(DO)辐射模型对温室内温度时空分布及变化进行了3D稳态数值模拟与试验验证。结果表明:白天各时刻空温室内平均温度的模拟值与实测值吻合良好,最大相对误差为11.3%,平均相对误差为7.6%;温室内温度的空间分布梯度明显,作物区温度分布比较均匀,约在28.5~28.8℃左右。DO辐射模型模拟太阳辐射对玻璃温室内热环境的影响是可行的。
2009, 40(6):184-188. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:通过多方位多层次结构组合实现多维隔振时,其结构复杂、难度大,因此提出以反向对称布置双直角Stewart机构及上、下平台组成多维隔振装置,利用一层结构实现多维隔振,建立了自由振动方程并进行求解。由解看出,该装置固有频率在5?Hz以下,振动衰减较快。使用该装置,仿真可实现沿坐标轴的3个移动和绕坐标轴的3个转动,加速度传递系数均小于1。依据所推导的公式,确定该装置的刚度系数、阻尼系数和结构尺寸,可将该装置用于多维隔振。
2009, 40(6):189-193. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:针对电液伺服遥操纵机器人主—从双向伺服位置控制中存在的非线性和不确定性,提出主—从侧分别使用带干扰观测器的最优控制和有鲁棒补偿的PD反馈控制算法,以克服主动侧各液压缸因动态特性差异造成的位置跟随误差和从动侧外界环境的随机干扰对系统稳定性的影响。分别设计了观测器跟踪扰动的二次型控制器和有动态鲁棒补偿的位置控制器,通过仿真和试验验证了所设计控制器的有效性。试验结果表明,所设计的位置控制器,既提高了主—从位置跟随精度,又具有较强的自适应性和鲁棒性;提高了力反馈电液伺服遥操纵机器人系统的操作性。
2009, 40(6):194-198. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:在碰摩转子系统动力学方程的基础上,将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,应用随机摄动理论、Kronecker代数、四阶矩技术和矩阵微分理论,讨论了具有随机参数的转子系统碰摩的可靠性灵敏度问题,提出了转子系统可靠性灵敏度设计的数值方法,给出了碰摩转子系统随机参数统计特性可靠性灵敏度的变化规律,研究了转子系统随机参数统计特性的改变对碰摩转子系统可靠性的影响,为转子系统的可靠性设计提供了理论依据。数值算例表明,计算结果与通常的定性分析结果完全一致,验证了本文方法的有效性。
2009, 40(6):199-202. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:基于螺旋锥齿轮齿面分析的数学模型,采用最优化算法和一种新的计算齿形误差的方法,计算了误差齿面与理论齿面在理论齿面法线方向的齿形误差。通过引入机床调整误差和刀具参数误差,分析了各种误差对螺旋锥齿轮齿形的影响规律,以图形的方式表示了误差齿面相对于理论齿面的偏离方向以及误差值的大小,为机床的精度设计、齿形误差的修正以及指导实际加工提供了理论依据。通过实际的磨齿加工和检测对算法以及分析结果进行了验证。
2009, 40(6):203-207. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:为利于后续困油现象的定量分析,基于泵齿轮传动的几何关系及它与卸荷槽的空间位置关系的解析和过渡曲线的适当简化,以啮合点与节点之间的距离为变量,建立了困油面积的计算公式和卸荷面积的拟合公式,并对计算结果与由精确的虚拟模型获得的测量结果进行了对比。研究表明:困油面积和卸荷面积均可采用不同指数的抛物线线型表示,过渡曲线的简化是可行的,提供的拟合常数可直接使用。得出的两面积计算公式正确可靠,可直接用于后续困油压力的预测。
2009, 40(6):208-211. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:通过设计的金属干摩擦特性试验装置,测量得到了金属材料试件在固定正压力下的干摩擦迟滞特性,并且在MSC/MARC中建立了与试验相一致的有限元模型来仿真预测干摩擦接触的粘-滑迟滞特性。通过与试验数据的比较,验证了仿真模型的正确性,发现有限元模型结果与试验结果以及理论计算结果吻合程度较好,从而有助于分析工程实际中材料干摩擦特性和阻尼特性,验证了有限元方法的可行性。
2009, 40(6):212-216. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:为提高6R机器人逆运动学求解算法的实时性,提出了一种基于向量内积变换的实时高效逆运动学求解算法。将复杂的矩阵方程转换为含有6个未知关节变量的10个纯代数逆运动学方程,并在方程的简化过程中引入符号运算预处理,避免了大量浮点运算带来累积误差。通过相关方程的优化线性组合,有效避免了5、6两关节变量求解时产生增根的情况,大幅提高了逆解算法的效率。试验结果表明,同等求解精度要求下该逆解算法相比于其他算法具有更强的实时性,得到精确的8组封闭解平均仅需0.014ms,能满足机器人的在线控制要求。
2009, 40(6):217-221. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:给出了并联机构具体可行的变拓扑结构途径。以4—TPT并联机构为例,以其串联分支为基础,依据螺旋理论研究了其中一种变拓扑实现形式,得到了数量众多的对称型与非对称型变拓扑结构并联机构。通过对该类变拓扑结构并联机构特性进行的分析、研究和对比,表明变拓扑结构并联机构的工作空间与灵巧度性能指标有了显著提高。
2009, 40(6):222-226. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].6.[sequence]
摘要:为提高包装罐生产线内壁缺陷检测准确性与可靠性,研究了一种采用单摄像机的内壁缺陷检测系统。利用基于形态学的区域提取算法,从罐内图像中分割出内壁检测区域图像。提出基于多元图像分析(MIA)的内壁缺陷检测算法。利用图像融合构成环形合格样本图像,消除罐内焊缝区域的影响,把多个环形合格样本图像与测试样本内壁检测区域图像堆叠起来,用重合区域的图像构造多元测试图像。用基于主成分分析(PCA)的多元图像处理方法获得多元测试图像的主分量表示,将去掉第一主分量和噪声后的Q统计图像作为内壁缺陷特征的检测空间,利用阈值处理检测缺陷,解决了罐体内壁照明困难、亮度不均造成缺陷误检率高的问题,提高了检测系统的准确性和鲁棒性。实验表明对内壁缺陷检测的误检率降低到2%,验证了检测系统的有效性和可靠性。
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