摘要：全液压滚切剪是伺服缸为滚切剪刀提供精准曲线力。因重载缸卧式铰接安装,缸筒自重等会引起密封处摩擦过大,造成拉缸、泄漏而导致输出力不足等现象。为克服自重对密封的影响,提出在全液压滚切剪的伺服缸端底用一小缸进行支撑,并设计压力-位置双闭环PID控制系统,该系统通过精准控制小缸压力和位移以满足所需工况。对该控制系统进行耦合特性分析,推导出压力与位置独立闭环控制系统的数学模型,进行稳定性分析。在基于理论分析研究的基础上,运用AMESim/Matlab联合仿真,进一步验证了压力-位置双闭环独立PID控制系统的合理性。结果表明该控制系统能够实现小缸的压力和位移精准控制,实现了重载卧式缸在输出曲线力时不受自重因素影响,密封装置几乎不受工况所限无摩擦运行。通过工程试验证明了该控制系统的可行性与可靠性,为理论分析和工程实际应用提供了重要依据。

摘要：目前,将深度学习用于脑电情感识别的研究已提出很多方法,但大多数方法并没有同时考虑脑电信号在时间、空间以及频率三个维度上的信息。基于此,提出一种结合频率-空间注意力机制的三维卷积神经网络(FSA-3D-CNN),同时考虑脑电信号在时间、空间和频率三个维度的信息,从而提高情感识别的准确性。首先,根据脑电信号的特性设计了一种新颖的四维特征结构,对时域分段后的脑电信号分别提取微分熵特征,并将其转换为四维矩阵用于训练深度模型。然后,针对四维特征矩阵结构改进现有的3D-CNN情感识别模型,同时利用脑电信号中的时间、空间和频率的信息。最后,设计一种频率-空间注意力机制自适应地分配脑电信号的频率和空间通道的权值,挖掘脑电信号中更能显著反映情感状态变化的空间和频率信息。FSA-3D-CNN模型在DEAP公共情感数据集的效价维和唤醒维二分类准确率分别达到了约95.87%和95.23%,在效价-唤醒维的四分类准确率达到约94.53%,比现有的卷积神经网络和LSTM情感识别模型均取得了显著的提升。

摘要：柔性驱动器因其固有的柔顺特性,能够实现机器人与人之间的安全交互,且具有较强的环境适应能力。为满足外骨骼机器人对关节柔性及变刚度特性的要求,设计了一种具有可重构性的变刚度柔性驱动器,可通过改变弹性元件的几何参数、材料和数量来实现重构,通过径向调节预紧力来实现可调范围内的变刚度。首先,运用零长度机架四杆机构的传动原理,建立了变刚度柔性驱动器的刚度数学模型,分析了柔性分支数和弹性元件刚度、预紧力对驱动器输出扭矩和刚度的影响规律。然后,建立了驱动器的ADAMS虚拟样机模型,并开展静力学性能仿真分析,验证了刚度数学模型的正确性。最后,建立了驱动器的动力学模型,通过Laplace变换得到了动力学系统的传递函数。频率特性分析结果表明,该柔性驱动器的稳定性良好。所设计的柔性驱动器体积小且质量小,能够在可穿戴外骨骼机器人驱动机构中应用。研究结果为机器人柔性驱动关节的设计提供了理论和技术参考。

摘要：依据现有各种铁路和公路架桥机金属结构的分析研究,提出了两个新型架桥机的结构设计方案.基于层次分析法,对新型架桥机的结构设计方案优化决策.采用定性和定量评价,并将其作为准则层判断矩阵的评分参数依据,基于Matlab求解准则层高阶判断矩阵的特征向量和最大特征值,以确定各评价指标的权重,为层次分析法提供决策依据.通过单层次和总层次一致性分析,调整判断矩阵使其满足单层次和总层次一致性,计算方案层权重因子从而得出最佳的结构设计方案.

摘要：皮尔格冷轧无缝钢管过程中为了获得性能较好的成品需要选择合理的送进量数值,本文以冷轧304不锈钢为研究对象,借助有限元模拟软件对不同送进量下的皮尔格冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了送进量对金属流动速度、轧制力、等效应力、残余应力及管材回弹的影响规律.结果表明轧制过程中孔型背脊和与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随送进量增加而增加,轧制力、等效应力及残余应力均随送进量的增加而增大,并且送进量的增大还会显著增加管材的回弹量.借助试验轧机对不同送进量下皮尔格冷轧管进行轧制试验,对试验得到的管材进行尺寸和残余应力测量,测量结果与有限元仿真结果基本一致,为皮尔格轧制过程不同送进量的选择提供依据.

摘要：依据250km/h和350km/h高铁路线架桥的需求,对架设长40m的新型混凝土箱梁,提出了一个新型运架一体式架桥机金属结构设计方案.主梁在架桥机中起承担起吊梁片的功能作用,是架桥机一个重要部件.通过分析架桥机架梁流程的整个工作周期,提取架桥机在整个工作周期中的两个危险工况即大跨度工况和大悬臂工况.对两个危险工况分别采用结构分析理论和有限元分析软件进行静态分析,通过对两者的计算结果分析比对,相互验证,得出新型运架一体式架桥机金属结构主梁的合理设计.

摘要：在带式输送机换带过程中,存在因输送带收卷张力不稳定造成的松卷或收卷电机过载等问题,对卷带机恒张力控制进行了研究,提出了一种卷带张力控制数学模型,通过该模型设计了一款中心收卷式卷带机,以及一种基于PI变频调速来实现恒张力收卷的控制策略。通过将卷带机模型进行简化,利用Recurdyn-R2R2D建立了卷带机简化后的动力学仿真模型,并根据张力控制模型在Colink联合仿真分析中搭建了输送带收卷恒张力控制策略;最终,对Recurdyn与Colink进行了联合仿真,分析了恒张力收卷效果。研究结果表明:运用张力控制模型设计的PI变频调速来实现恒张力收卷的控制策略,能够使带式输送机收卷过程中单位张力稳定在5 N/mm 2,且最大超调量不超过8%;并且能够感应收卷张力突增信号从而迅速控制卷带机停机,防止电机过载,为卷带机设计及现场运用提供了参考依据。

摘要：激光熔覆参数设计和产品成形质量评估是多输入多输出耦合控制,但关于各参数权重配分以及多目标协同优化研究鲜有报道。设计L16(43)激光单道熔覆正交试验方案,研究27SiMn钢表面熔覆GS-Fe01铁基合金粉末的最优工艺参数;通过建立以激光功率、扫描速度和送粉速率关键参数表征的优化变量,构建以熔覆层性能评估为指标的目标响应非线性数学模型;探究优化变量及其权重排序对覆层性能的影响规律。基于快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)多目标优化的Pareto解集,寻求最佳参数。结果表明:在激光功率744 W,扫描速度233 mm/min,送粉速率1.2 r/min工况下,熔覆层稀释率19.9%,宽高比3.001,显微硬度747.15 HV0.5时,目标响应值匹配最佳。沿激光熔覆凝固方向,熔覆界面微观组织形貌逐步由树枝晶和柱状晶组织转换为体积小、数量多的非定向等轴晶粒。研究结果可为激光熔覆多目标工艺参数优化及复合涂层质量控制提供理论支撑。

摘要：为增强水下滑翔机运动灵活性,提升多工况任务切换能力,提出了基于四螺旋桨驱动与重浮心调整相结合的混合驱动水下航行器的结构方案。对初始外形的水动力进行数值模拟,得出了阻力系数及升阻比随攻角和速度变化的趋势,并基于响应面方法(RSM)和多目标遗传算法(MOGA)对外形几何参数展开了以提高升阻比和减小质量为目标的优化设计,构建二阶响应面模型分析了目标变量随结构几何参数的变化趋势,通过MOGA算法搜索了全局最优解。优化后的升阻比由0.678提高到0.788,壳体质量由26.3 kg降低到24.25 kg,增强了外形水动力性能。该研究方法适用于自主水下航行器(AUV)外形结构的优化,研究结果可为AUV水动力性能的提升提供参考,具有工程指导意义。

摘要：为研究20~600℃花岗岩遇水冷却后孔隙特征及渗透率变化规律,采用压汞法测试了样品的孔隙结构特征,采用瞬态脉冲衰减法测试了样品的渗透率,并将实测的渗透率与基于Katz-Thompson模型(简称"K-T模型")计算所得的渗透率进行了对比分析。结果表明:随着花岗岩温度的升高,遇水冷却后花岗岩的孔隙率及渗透率均呈现指数式增加,500~600℃是花岗岩遇水冷却后孔隙率及渗透率变化的阈值温度区间;高温花岗岩遇水冷却后形成的内部新孔隙以中孔为主,中孔含量的增加是花岗岩孔隙率及渗透率大幅提升的主要原因;基于K-T模型的渗透率预测值能够较好地反映真实渗透率的变化趋势。研究结果可为高温岩体地热开发工程的设计及施工提供参考。