摘要：针对坐标旋转法永磁同步发电机无速度传感器控制中忽略定子电流微分项带来的估计偏差大等问题,提出基于旋转坐标系的自适应锁相环和滑模辨识方法。采用近似滑模控制对模型电机定子电流进行控制,使发电机和模型电机电流相等,从而获得两电机转子相位差的正弦和余弦分量。建立直驱式永磁同步电机无速度传感器辨识模型和自适应锁相环模型,并利用基于反步法的自适应锁相环进行速度和相位观测,在此基础上利用Lyapunov函数设计法设计控制器。采用近似滑模辨识使模型电机电流快速逼近原电机电流且到近似正弦的控制量,自适应数字锁相环相位收敛快,采用Lyapunov函数设计的控制器能保证系统收敛。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。

摘要：针对直驱式风力发电机无速度传感器中滑模辨识的感应电势产生高频脉动的缺点,采用近似滑模控制对电机的正弦波感应电势进行辨识,并采用直接功率控制模型进行功率控制。由于直接功率控制模型中只存在角频率,降低了相位跟踪过程中控制器的设计难度,提高了系统转速的响应速度。采用Lyapunov函数对角速度进行辨识,保证了系统稳定,取消了数字锁相环,实现更加简单。仿真结果表明,所提控制模型及方法能准确控制电机功率,提高了电机响应速度。

摘要：为实现3D打印模型符合力学特性的轻量化建模,根据结构分析生成密度可控的内部支撑结构,提出一种密度感知的内部支撑结构建模方案.首先利用基于截面结构分析的方法获得模型在给定载荷条件下的应力状态;然后提出使用泊松重建偏置点来实现模型偏置的解决方案;再根据应力分布,采用隐函数表达的参数化结构作为模型的内部支撑结构,并通过优化局部区域的填充密度来实现整体设计目标;最后从参数化表达的内部结构模型中提取等势面,将其直接转化为三角网格模型.实验结果表明,该方法能构建密度感知的内部支撑结构来满足局部区域的力性能需求,并能够保证内部结构之间的平滑连接,同时避免因大量布尔运算操作产生的错误.

摘要：在金属激光熔覆自由三维成形中,不断生长的成形面与成形喷头之间的距离应保持恒定值,以保证生长表面上处于聚焦激光焦点附近熔池的离焦量基本不变。以光学三角法为原理,提出了一种基于嵌入式机器视觉的激光自由成形熔池离焦量在线测控系统,推导出了镜头焦距设计公式,给出了系统硬件方案以及软件方案,同时为高效稳定处理熔池图像,提出了一种基于面积的熔池灰度阈值估计算法。经测试,此测量系统能实时准确地测得熔池离焦量,将该系统运用至实际薄壁圆环成形中,实时调节光头提升速度以保持离焦量恒定,使得薄壁圆环成形精度得到明显提高。

摘要：密度是几何模型最重要的物理属性之一,可以决定模型的质量、质心以及转动惯量等物理属性.为实现单一材质下模型的质心与质量的建模,提出一种密度感知质心的内部支撑结构建模方法.首先采用隐式曲面建模的方法来实现模型的偏置,利用体素化的算法对偏置模型进行空间域的几何分割;然后构建目标函数方程以及约束条件并进行求解;最后采用隐函数构造体积分数可控的多孔结构,实现空间域的密度建模.实验结果表明,该方法能够构建密度可控的内部支撑结构来满足质心、质量等物理属性的几何建模,并且能够保证内部结构之间的平滑连接.

摘要：针对往复双动式采茶切割器碎茶率高的问题,该研究对切割器进行了优化。首先,分析了切割器的结构及工作原理,通过切割图分析得到影响采摘质量的主因子为机速、刀机速比、刀齿高度、往复运动行程。并基于设计的轨道式采茶试验台,进行了采摘质量因素二次回归正交旋转中心组合试验,建立了以芽叶完整率、漏采率、割茬不平度为评价指标的参数优化模型。运用遗传算法解得最佳参数分别约为机速0.4 m/s,刀机速比1.2,行程23 mm,齿高25 mm,芽叶完整率模型的估计值为86.895%。根据优化结果设计刀具,试验验证得:芽叶完整率82.6%,漏采率0.24%,割茬不平度2.8 mm,与优化结果相符合。优化后采摘芽叶完整率提高了20%以上,提升了茶叶采摘质量,为“机采+分级”的名、优质茶叶高效采收技术奠定了基础。

摘要：基于光内同轴送丝技术,在45钢基体上激光熔覆无支撑偏移堆积斜壁。对斜壁堆积的倾斜角度建立模型。结果表明,斜壁的倾斜角度与偏移量、扫描速度、熔覆层的宽度呈正相关,与熔覆丝材的直径、送丝速度呈负相关。基于扫描速度、送丝速度、提升量、偏移量几个参数设计了正交试验。试验结果表明,在送丝速度为17.6 mm/s,扫描速度为4 mm/s,提升量为0.4 mm的参数下,偏移量为0.1 mm,极限角为14.04°时可获得高为340 mm,底边宽为110 mm的斜壁。

摘要：针对个性化巧克力加工难、制作成本高的问题,以三维扫描、三维打印为主导技术,结合嵌入式系统,设计并实现了一套个性化巧克力三维打印系统.基于Kinect深度相机及外围驱动电路搭载其水平移动旋转,实现了稳定的三维扫描功能;为了适应巧克力材料的打印并提高其打印精度和效果,重新设计了三维打印喷头、改进了温度控制、热床等模块;对捕获几何数据进行算法优化,显著提高了计算效率.实验结果表明,与国内外同类技术平台相比,文中系统有更高精度的制作效果,且该平台人机交互性友好,有良好的巧克力个性化定制功能.

摘要：针对目前柔顺性触觉接口设备存在的容易失真的问题,提出了一种基于电机和磁流变液混合驱动的柔顺性触觉接口装置。在简单介绍了磁流变液的基础上,讨论了基于磁流变液被动驱动器的结构和原理,该驱动器采用多转子设计思路以增大力输出范围。利用磁流变液驱动器能够模拟肌体组织的黏滞性,电机能够模拟肌体组织的弹性,将驱动器与电机串联实现肌体组织的柔顺性再现,同时利用电机补偿驱动器非有益阻尼力,增强装置的保真效果。在此基础上设计了柔顺性触觉接口装置,对装置模拟自由空间、不同的变形程度柔顺性物体受力进行了介绍,分析了装置的控制方法,最后加工了触觉装置原型,开展了不同柔顺度虚拟肌体组织柔顺性再现实验,实验结果验证了所设计装置及控制方法的有效性。

摘要：三维打印技术中模型的分层方向是影响着模型表面精度、加工时间和加工成本的重要关键技术之一。减少加工时间和提高表面精度相互制约,当分层厚度较小时,模型表面精度提高,但降低了加工效率;当分层厚度增加,减少了加工时间,但模型表面精度下降。针对这一问题,提出了基于非支配排序遗传算法的模型分层优化方法。建立了表面精度和加工时间两个目标函数;设计了模型姿态方向的染色体模型和自适应拥挤度算子;通过选择、交叉和变异实现迭代求解。实验表明:该方法可以有效地解决三维打印过程中模型分层方向优化问题。