摘要：为了提升移动机器人轨迹跟踪精度,针对传统双环控制内外环协调性差、抗扰性弱的问题,文章提出双环自适应滑模的控制方法。为消除传统滑模控制(sliding mode control, SMC)方法中的趋近阶段,设计新型时变积分终端滑模控制器以保证系统状态始终位于滑模面,并通过控制器参数调节实现内环姿态误差和外环位置误差的快速收敛;构建基于势垒函数的增益调控方法,保证在扰动上界未知的情况下有效地抑制状态抖振,提高轨迹跟踪系统的抗干扰能力。对所提方法进行的验证分析结果表明,相较于现有的双环控制方法,该文轨迹跟踪控制方法精度更高、鲁棒性更强。

摘要：轻量化是提升纯电动环卫车续航里程及工作时间的重要方式,其中电池托架是承载电池模组的重要结构部件。为探究更有效的构件布置方式,建立电池托架的有限元模型,并使用拓扑优化方法得到改进结构,使电池托架在各工况下的位移和应力显著下降。为进一步减轻质量,采用Hammersley试验方法对模型中各构件的壁厚进行采样;基于采样数据,使用2种策略的自适应响应面法对主要构件进行尺寸优化,在满足应力及位移的许用要求下,得到优化设计方案,质量减轻40%,实现了轻量化目标。

摘要：针对受限泊车通道下自动泊车规划时间长、成功率低等问题,提出了一种改进混合A^(*)算法的路径规划方法。首先,将泊车路径分为前进的位姿调整段与后退的倒车入库段两部分,通过建立直线-圆弧的约束优化模型规划位姿调整段,寻找合适的倒车起始点;其次,通过在混合A^(*)算法中额外引入碰撞风险代价,改进节点扩展方式,并通过判断车辆轮廓线是否与障碍物线相交来进行碰撞检测,以提高倒车入库段规划的实时性和安全性;最后,以路径长度、平滑度、偏离度为指标设计目标函数,并考虑汽车的运动学约束,使用二次规划对初始路径进行平滑,得到最终路径。使用MATLAB对改进算法与原始算法进行仿真分析,结果表明:在受限泊车通道下,改进算法能得到平滑的无碰撞泊车路径,搜索时间比混合A^(*)算法减少了23.8%,且所得路径更安全,更易进行跟踪控制。

摘要：为了提高CT机主轴承的运转特性,确保CT机医学成像的稳定性,以洛阳LYC轴承有限公司研制的双列角接触球转盘轴承为研究对象进行建模与振动特性分析。首先,基于Hertz接触理论建立轴承在承受复合载荷作用下的力学模型;其次,结合Newton运动定律确立轴承外圈3自由度非线性动力学微分方程;最后,采用4阶Runge-Kutta法对微分方程组进行求解,获得轴承外圈的振动特性。在此基础上,通过分析影响轴承振动特性的因素如轴承内、外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、游隙、预紧力等,从而确定满足CT机主轴承低振动下的最优结构参数。结果表明:轴承振动幅值随着内、外圈沟曲率半径系数的增加呈现出先减小后增大的趋势,将其分别控制在0.515~0.525、0.510~0.525更有利于降低轴承的振动;随着滚动体数量的增加,轴承的振动幅值也随之增加,但变化平稳,故在满足设计条件的前提下减少滚动体的数量可以降低轴承振动;随着轴承游隙的增加,轴承的振动幅值先减小后急剧增大,在18μm处振动达到最小;合适的轴向载荷可以有效降低轴承的振动幅值。

摘要：结合盾构液压推进系统结构特点,在多领域仿真平台Dymola上构建盾构液压推进模型。考虑到掘进过程中负载的多变性,设计了双模糊PID控制器,与PID控制的盾构液压推进模型进行对比分析,在此基础上,利用并行同步控制和主从同步控制策略,研究了盾构液压推进系统的位移和压力跟踪特性。结果表明:启动阶段,双模糊PID控制的启动推进速度平缓稳定;负载或速度突变时,双模糊PID控制下的液压推进系统均可实现推进速度和压力稳定控制,且速度和压力波动远小于PID控制模型,具有较好的压力和速度复合控制能力。通过对比四分区盾构液压推进系统的位移和压力跟踪特性,最大负载突变时,并行同步控制的位移跟踪偏差为0.68 mm,主从同步控制时为0.39 mm,降低了42.6%。由此可得,基于双模糊PID控制的盾构液压推进系统,采用主从同步控制策略具有更好的位移跟踪性能,可提高推进系统的同步控制精度。

摘要：为了提高EPB盾构螺旋输送机的输送效率,减小输送机螺旋体的磨损并降低运输过程中的功率损耗,结合离散元软件EDEM、NSGA-Ⅱ优化算法和熵权TOPSIS法,提出一种盾构用螺旋输送机结构参数优化方法。通过离散元软件EDEM按照设计好的正交试验进行仿真,得到输送机的质量流率、螺旋体平均磨损量和运行功率性能指标,并对仿真的可靠性进行验证。利用Matlab软件将仿真得出数据进行拟合,建立多个结构参数间的性能指标函数。采用NSGA-Ⅱ算法对螺旋输送机参数进行优化,得到Pareto前沿解集,并由熵权TOPSIS法确定最优解。结果表明:当螺旋输送机安装倾角为24.69°,螺距为613.25 mm,螺旋内径为696.34 mm,螺旋轴径为211.88 mm时,输送机整体性能最好,其他条件相同的情况下,质量流率提高了10.56%,螺旋轴磨损量减小了8.64%,功率损耗降低了6.41%。研究结果对EPB螺旋输送机的设计改进有一定的参考价值。

摘要：研究主轴系统的动态特性对于提高机床运行的稳定性和加工精度有重要意义。基于Romax采用定量分析法分析了主轴系统的动态特性,研究了定压预紧、定位预紧和工况载荷对主轴系统动态特性的影响,并进行了仿真分析。采用的轴系模型为依据机床设计手册所设计的主轴结构,轴系使用的角接触球轴承为7006C/P4。分析结果表明:定压预紧时轴承寿命较长,定位预紧时轴系刚度提高,主轴系统稳定性更好;在考虑工况载荷影响时,轴系刚度会随着载荷增大而增大,轴承寿命随着载荷增大而缩短。

摘要：研究了温度对锂电池参数的影响,并提出了考虑容量损失的荷电状态(SOC)估算方法。首先,基于不同温度下锂电池混合脉冲功率特性试验(HPPC),建立了一种考虑温度影响的改进等效电路模型;然后,通过充放电试验得出了不同温度、不同电流倍率下锂电池的容量系数,进而提出了一种考虑容量损失的SOC计算公式;最后,利用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法对锂电池SOC进行在线估算。验证试验结果表明,改进后的SOC估算方法与以往算法相比具有更高的精度。

摘要：金刚石六面顶压机的关键零件铰链梁工作中受变载荷作用,易出现疲劳破坏。生产中常依据静强度进行类比设计。应用有限元理论研究铰链梁的疲劳强度,分析铰链梁工作中的应力与变形分布,并对常规方法,基于静强度结构优化后,基于疲劳强度结构优化后的铰链梁的应力与变形作对比与分析。研究结果表明,铰链梁中最大应力发生在凸耳处,与类比设计相比,基于疲劳强度结构优化设计后的铰链梁体积减少15.7%,最大等效应力降低10.2%,疲劳安全系数提高10.86%;相对于基于静强度结构优化方案,基于疲劳强度结构优化设计后的铰链梁体积有所增加,最大等效应力降低52.6%,基于静强度优化后,铰链梁中应力循环次数表示的寿命2.4×105次,基于疲劳强度的优化方案铰链梁寿命超过107次,该研究可为铰链梁的设计提供有益的参考。

摘要：针对传统人工势场算法易陷入局部最优点问题,提出一种改进斥力模型的人工势场方法,以提高自动驾驶汽车的安全性和稳定性。根据汽车速度方向和障碍物位置的相对关系以及障碍物与道路边界之间的距离,确定斥力偏转方向和偏转角度,避免汽车陷入局部最优;重新设计斥力场函数,把汽车避障安全距离引入到斥力作用范围中,在斥力函数中引入对数函数以及纵向相对距离调节因子,减小规划路径的曲率以及总转角。仿真计算结果表明:在应用改进斥力模型的人工势场方法进行局部路径规划时,斥力偏转角的选取对路径的稳定性和安全性有直接影响,合适的斥力偏转角能避免路径规划时出现局部最优。在多障碍物环境下车辆需要连续避障时,改进斥力模型所规划的路径总转角以及曲率峰值显著下降,能有效提高行驶安全性指标。