摘要：将工业机器人自动标定引入制造领域,能够在需要更换执行工具时实现快速标定,提高效率。针对目前工业机器人工具坐标系需要人工操作示教器进行标定的情况,设计了一种基于上位机的机器人磨头工具坐标系自动标定系统。该系统通过上位机软件实现对FANUC M20iA/20M工业机器人磨头工具坐标系的自动标定,包括工具中心点位置标定和工具中心点姿态标定,降低了示教器的介入,减少了标定时间。工具中心点位置标定通过四点标定法求解末端连杆坐标系位姿数据,应用最小二乘法求解磨头工具坐标系位置,采用四元数表示法降低计算量;工具中心点姿态标定保持工具坐标系位姿不变,记录不同标定点的末端连杆坐标系数据,并设计关节运动控制模块、设置坐标系模块和位姿标定线性移动模块。上位机通过Socket与机器人通信联动,发送控制指令,实现自动标定过程控制。仿真与实验结果表明,所设计标定系统能够对磨头工具坐标系实现自动高精度标定,标定精度±0.3 mm,满足实际加工需求,为后续的工业机器人磨抛加工应用奠定了基础。

摘要：为了求解复杂函数反问题,在经典的基因表达式程序设计(GEP)算法基础上,采用锦标赛选择方式和独特的适应值函数来提高算法的收敛速度和效率,并利用正向求解偏微分方程的有限元方法及求解反问题的正则化方法,设计一种基于改进GEP(IGEP)的偏微分方程参数识别反问题的求解算法.对有代表性的微分方程和偏微分方程参数识别问题进行数值实验,结果表明,该算法在运行时间和预测精度上得到了较好的结果,从而验证了IGEP算法的有效性.

摘要：针对多载波直扩码分多址(MC-DS-CDMA)系统上行链路提出一种基于导频的多用户载波频偏估计算法:利用频偏向量的低通特性设计了一种新的梳状导频传输方案,从而在接收端的各用户的导频子载波上近似获得单用户信号,利用相位角平均法对该信号前后相邻两项的商的幅角取平均值,得到了效果较好的多载波频偏估计值;并进一步采用了傅立叶变换法来进行多载波频偏估计,提高了算法的抗干扰性能。仿真实验结果表明:相位角平均法在用户数较少(15dB)时的频偏估计误差均值能达到1%以下;而傅立叶变换法在多用户情形和较低信噪比(<5dB)下对较大归一化频偏范围(?0.5,0.5)内的频偏估计误差均值仍能保持在0.1%。提出的算法适合于在频率选择性衰落的慢变信道中对细频偏进行估计。

摘要：在深入分析传统三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)算法的基础上,证明传统调制算法在运算过程中是可以简化的,并由此对传统调制算法进行改进,提出优化的3DSVPWM调制算法.采用所提出的优化3D-SVPWM调制算法,可以在保证系统效果和性能的前提下对传统调制算法进行大幅简化,有效降低调制算法的复杂度和计算量,提高调制算法的稳定性和实时性,减轻系统的软件负荷,为系统控制算法的改良和升级提供更多的可操作空间.通过在三相四线制电容中分式有源电力滤波器中的仿真和实验,验证了所提出算法的可行性与优越性.

摘要：为满足手术模板对快速成型、精确定位和个性化的要求,基于逆向工程结合正向建模设计和选区激光熔化快速成型技术提出了一种全数字化设计、制造金属质个性化手术模板的方法。分析了手术模板的医学需求,从成型方式以及扫描策略两方面提出缩减成型时间、减轻成型件重量以及减少热变形的方案。分别研究了致密态成型和非致密态成型两种工艺,其中非致密态成型采用高扫描速度实现,成型过程采用邻层互错、正交及分区扫描策略。利用上述方法,成功设计了一套手术模板,并分别利用致密态以及非致密态两种方式对模板成型。结果表明,模板尺寸精度达±0.5 mm;另外,与致密态成型方式相比,非致密态方式的成型时间减少了43.3%,模板重量减轻了18%。该方法成型的手术模板已成功应用于临床。

摘要：针对中央空调中广泛使用的多翼离心风机,设计了一种新结构的椭圆形进口集流器,实验研究了这种集流器对风机性能的影响.研究结果表明:适当增加集流器出口面积有利于改进风机的气动性能,但同时噪声有所提高;相比传统集流器,具有合理参数及安装位置的椭圆形集流器能够更好地提高风机的综合性能.当椭圆形集流器的偏心角θ为0°、偏距比ε1和ε2均为0.067时,风机在变转速工况范围内的风量增加了8.8%～12.8%,总效率提高了1.7%～4.6%,噪声降低了0.4～0.6dB;当θ为30°、ε1和ε2均为0.067时,风机风量增加了2.5%～6.0%,总效率提高了0.6%～1.4%,噪声降低1.2～1.5dB.实验结果为改进前向多翼离心风机的性能提供了一条可以继续探索的途径,也可为完善该类风机的设计方法提供参考.

摘要：为了强调在概念设计阶段就考虑人机方面的需求,提出了人机特征驱动的产品设计方法,并以汽车驾驶空间布局设计为例进行具体研究。通过引入人机约束概念,建立人机约束模型,并以此为基础选择合适的人机特征评价模型和优化设计方案。在汽车空间布局设计实例中,以关节舒适度作为人机特征,基于实验建立了人机变量与设计参数的关系,完成了人机特征驱动的驾驶空间布局设计模型和系统,并实现了汽车布局设计方案的自动生成,最后对该方法进行了验证。

摘要：为解决空调换热器翅片在胀接过程中出现的翘曲变形过大问题,借助有限元数值模拟手段,对翅片胀接变形原因、带凹槽翅片及凹槽位置布置不同时的变形情况进行了分析;基于正交试验设计的方法,获得了翅片孔和胀球轴尺寸对翅片翘曲变形程度影响的主次关系及合理的胀接参数;通过胀接试制和换热有限元模拟,验证了基于正交试验设计的胀接参数的合理性.结果表明:相比凹槽结构及位置而言,翅片孔径和胀球轴径对翅片胀接时的翘曲变形程度影响更为显著;影响翅片翘曲变形程度的因素由大到小分别是翅片孔长轴长、胀球长轴长、翅片孔短轴长、胀球短轴长.

摘要：由于具有跟踪拓扑结构变化、优化边界清晰光滑等优点,水平集方法作为一种新颖的机构拓扑优化方法近来受到了重视.文中首先讨论了水平集方法中Hamilton-Jacobi方程的求解、水平集函数的重新初始化、速度场扩展等出现的问题.在此基础上,给出了应用逆风差分格式求解Hamilton-Jacobi方程的数值方法,并采用改进的符号函数有效解决了数值的不稳定问题,提出的快速扫描法可以对速度场进行有效扩展.最后,建立了基于水平集方法的柔顺机构拓扑优化模型,利用水平集法对反位移柔顺机构进行了拓扑优化设计.

摘要：为明确空气温湿度对空气源热泵相变蓄能除霜系统除霜过程系统动态特性的影响,进行了室外环境温湿度对系统除霜特性影响的实验研究.结果表明,相变蓄能除霜可以有效保证除霜过程压缩机吸气压力0.35 MPa以上,高于系统低压保护设定值;温度一定时,随着室外空气湿度的增大除霜所需时间和除霜能耗逐渐增加;空气相对湿度一定时,除霜时间和除霜能耗随着空气温度的降低先增加后减少,其中-3℃工况下除霜时间最长和能耗最大.温湿度对除霜系统动态特性具有重要影响,相变蓄热器可有效提高空气源热泵除霜过程系统运行的可靠性,-3℃工况可选为设计除霜用相变蓄热器最不利工况.