摘要：径向柱塞液压马达在中大型机械装备中应用十分广泛,然而因其内部存在冲击与疲劳磨损等问题,对径向柱塞液压马达的寿命与性能造成了一定的影响。针对上述问题,提出了一种改进粒子群算法优化径向柱塞液压马达内曲线的方法,该方法将等加速度曲线重构为含补偿区的等加速度曲线,以减小冲击和接触应力突变值。以粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)为基础,加入自适应非线性动态权重与多子种群竞争优化策略,构建一种改进粒子群算法,对各区段角度进行重新分配,重新生成含补偿区的径向柱塞液压马达内曲线。对比优化前后的结果表明,最大接触应力下降了2.54%,最大接触应力处的突变值下降至0;接触应力不再阶跃式上升,有上升过程,冲击较小。该研究能够为径向柱塞液压马达的设计提供参考,有效减缓疲劳与磨损,降低冲击影响,从而延长液压马达的使用寿命。

摘要：随着各类重型装备及大型构件的运输及施工任务急剧增加,大型运载装备的需求不断增多,针对模块化轴线运输车的转向连杆系统设计问题,提出了连杆转向系统数字化设计方法。在多轴线车连杆转向系统的理论基础下,采用Python对SolidWorks各功能模块以及MATLAB优化算法实现开发调用,建立了连杆转向系统的数字化设计平台,开发人机交互的图形用户界面,可根据用户所需,优化调整连杆转向系统孔位布置,实现最优转向角度,并将各参数传输至三维模型中,实现参数化设计及自动化装配。以三轴线连杆转向系统为例,进行了参数化设计与优化,转角误差减小至2.4°以内,提高了轴线车转向精度,设计效率提高约45%以上。

摘要：为提高在纵坡工况下超低重载主动悬挂行驶的安全稳定性,设计出一种升降驱动单元升降控制系统,并分别建立其在理想路面与D级路面的纵坡工况下的数学模型,通过对比升降驱动单元路面跟踪曲线与实际输出位移曲线,验证其在两种路况下的跟踪性能。采用一阶轨迹灵敏度分析方法建立D级路面纵坡工况下升降驱动单元灵敏度方程,给出其位移响应对应的各参数灵敏度,建立灵敏度衡量指标,定量分析各参数变化对输出动态特性影响程度的大小。研究结果表明:液压缸活塞有效面积、液压缸等效总容积、液压油弹性系数、比例伺服阀压力流量系数、液压缸总泄漏系数和最大负载的变化对升降驱动单元输出位移动态性能影响很大,这为后续主动悬挂升降驱动单元性能优化提供理论支持。

摘要：传统的挖掘机负载敏感系统利用1根阀芯同时控制着液压执行器的进、出口油路,在实现运动控制的过程中,造成了多余的节流损失,使得系统能耗大、效率低,为此,结合负载口独立控制技术,采用了5个二位二通比例阀作为主控制阀,设计了挖掘机工作装置负载口独立控制系统,利用机械动力学分析软件ADAMS建立了挖掘机工作装置的动力学模型,利用液压系统仿真软件AMESim分别建立了负载敏感系统仿真模型和负载口独立控制系统仿真模型,分别对两种系统在平整土地作业工况进行了联合仿真分析。仿真结果表明:挖掘机的动臂缸、斗杆缸、铲斗缸在两种系统中均能很好地完成指定运动轨迹,而且相较于负载敏感系统,负载口独立控制系统的节能效率明显提高,平均节能效率可达到14.47%。

摘要：以石油套管接箍车丝机视觉机器人上下料系统为研究对象,利用UG和RobotStudio软件建立了接箍车丝机视觉机器人自动上下料系统仿真模型。利用Halcon图像处理软件对抓取工件进行中心定位,并开发了人机交互界面。设计了机器人专用上下料夹具,创建系统Smart动态组件,添加了I/O信号实现设备通讯。编写机器人离线仿真程序,完成机器人柔性上下料系统仿真和优化。仿真结果表明,设计的仿真系统实现了机器人视觉精准抓取工件柔性上下料功能。

摘要：面向空中作业时的大续航需求,系留式无人机是将旋翼飞行器与地面系泊单元相结合所提出的新型飞行器。实际作业中,系留缆绳的收放会引起无人机动力学性能变化,进而影响其轨迹跟踪控制;同时,由系统未建模特性与阵风干扰组成的集总干扰也将影响轨迹跟踪控制效果。针对上述问题,提出了一种基于扰动观测器的自适应滑模鲁棒控制算法。首先,引入悬链线理论描述系留缆绳的拉力变化,采用牛顿-欧拉方程建立整个系统的动力学模型。其次,在Lyapunov定理的框架下,利用扰动观测器来估计与补偿集总干扰,设计自适应滑模控制律来保证系统跟踪误差收敛。最后,通过仿真算例和试验分析,验证了本文控制策略的有效性,结果表明:所提控制算法比终端滑模控制算法具有更高的轨迹跟踪精度,能够帮助系留式无人机跟踪复杂轨迹。

摘要：工程认证背景下,针对当前机械工程学科学生理论联系实际能力较差的问题,提出了以气动技术为载体的多课程联合综合实验教学改革方案,将气动技术、测试技术、电气控制与PLC 3门课程的实验教学内容有机融合,从课程建设理念、课程目标、实验教学内容、考核评价手段等方面重新构建了综合实验教学体系。以项目为导向,培养学生工程知识、复杂工程设计/开发解决方案、运用理论对复杂工程问题进行研究以及团队协作等四个方面的综合能力。教学改革运行近两年来效果良好,在人才培养方面取得了一系列成果,为工程认证背景下的实验教学改革提供了实践经验。

摘要：针对加装二自由度绳驱动机械臂的旋翼飞行机器人在悬停条件下的抗干扰控制,提出了一种自适应终端滑模控制策略。将系统分成四旋翼飞行器和机械臂两个子系统,分别采用拉格朗日法与牛顿⁃欧拉法获得各自的动力学模型。在Lyapunov稳定性框架下设计了旋翼飞行器人的抗干扰轨迹跟踪控制器,并引入自适应策略来估计扰动上界。通过3个仿真算例验证了所设计控制器的有效性,结果表明,与其他控制器相比,本控制器具有较高的跟踪精度、较强的鲁棒性以及较好的抗干扰能力;机械臂质量的变化主要影响x通道和y通道的控制性能;本控制器基本能满足旋翼飞行机器人悬停作业的工作需求,具有一定的工程参考意义。

摘要：针对液压集成阀块内部孔网布局优化问题,建立以孔道路径长度和压力损失为目标的优化模型。结合液压集成阀块的结构特点提出了一种基于直角Steiner最小树结构的多端点布孔优化层分配连通算法,将三维孔网路径优化问题转换为平面端点集路径连通优化问题。先基于各端点空间坐标进行布孔层分配,再将各布孔层合并至同一平面内通过求解平面内最小Steiner树来达到孔网路径优化目的。在求解直角Steiner最小树时以Kruskal算法为基础构建了一种RSMT求解算法,随后将求解的RSMT各边匹配至端点对应的布孔层得出优化后的整体孔网连通路径。实例验证结果表明层分配连通算法可快速有效地进行阀块多端点连通布孔优化设计。

摘要：减震阻尼器是用于建筑、桥梁、风电、管道等领域减震的核心零部件,减震阻尼器试验台是测试减震阻尼器动/静态特性的试验装置。针对减震阻尼器试验台在位移加载时实际位移与期望位移跟踪误差较大的问题,建立试验台液压伺服位移控制系统数学模型,设计鲁棒自适应控制器,并基于李雅普诺夫理论验证控制器的稳定性,提出一种基于鲁棒自适应的位移跟踪控制方法。搭建Simulink与AMESim联合仿真模型,对试验台电液伺服系统的控制方法进行仿真分析;搭建试验台并对比验证鲁棒自适应控制器与传统PID控制器的控制性能。结果表明:鲁棒自适应控制器具有较强的抗干扰能力,跟踪误差较PID控制器减少了55%,响应速度提高了66.7%,较大程度提高了试验台加载系统的位移跟踪控制精度。