摘要：四足机器人在非结构化地形的运动控制高度依赖于复杂的动力学模型和控制器设计,利用深度强化学习方法设计四足机器人控制器已成为趋势。针对在深度强化学习训练过程中收敛较慢、容易陷入局部最优解及计算资源消耗较大等问题,提出一种融合记忆组件的双延迟深度确定性策略梯度(Memory-integrated Twin Delayed Deep Deterministic policy gradient,M-TD3)算法。首先,对四足机器人以及非结构化地形建模;其次,分析M-TD3算法收敛状态与学习效率;最后,为验证控制器性能,针对多种地形进行运动控制仿真对比并制作样机进行测试。仿真结果表明,相较于传统TD3算法,M-TD3算法收敛更快,效率更高,运动控制性能有显著改善,样机测试结果证明基于改进TD3算法所设计的控制器能够让四足机器人在非结构化地形进行有效的运动越障。

摘要：总结了通风式制动盘内部通道对流换热的研究成果,从内部通道的质量流量、对流换热系数和有效散热表面积三方面,分析了不同结构设计对制动盘内部通道换热的影响;从解析法、数值分析法和试验测试法三方面,综述了国内外在对流换热分析和检测方法的研究概况。研究结果表明:在径向叶片制动盘通道内,主要存在2种流动方式,由紧邻叶片吸力侧气流分离引起的回流和在径向通道内部旋转的二次流,抑制回流区的形成可以提高泵送空气质量流量,使通道内的温度分布更加均匀,二次流将促进通道间的空气混合流动和湍流的发展,加强局部剪切应力,改善制动盘散热性能;综合应用射流冲击强化方式(多束流、旋流和多方向射流等)、高孔隙率和类柱状结构优化设计也能够改变流体在通道中的流动状态,这些措施都会使得通道内流体扰动增大,热边界层变薄,壁面附近的速度梯度增大,有效提高了制动盘的对流换热系数,增强了散热能力;采用解析法和数值分析法得到的结果具有很强的理论参考价值,而采用试验测试法所获得的结果更加接近制动盘实际内部温度和气体流速的变化,因此,若能将三者无缝结合,实现优势互补,则最具有科学研究价值;在对高速车辆制动盘结构进行优化设计时,为了获得最大的散热效率,往往忽略了通道内摩擦压降和流动阻力,因此,如何平衡散热与摩擦压降、流动阻力之间的关系,还需进一步深入探索与研究。

摘要：针对减振需求,本文在X型刚架结构的基础上,采用谱元法,分析了一种预变形刚架结构的振动带隙特性。根据梁/杆小变形理论,建立梁/杆谱单元刚度矩阵,针对刚架结构组装得到整体刚度阵,从而建立预变形平面刚架动力学模型。采用有限元方法验证了谱元法的有效性,在谱元法有效的前提下,计算结构的固有频率和频域响应,获得振动带隙结果,结果证明:预变形周期刚架结构可以实现更加低频的振动带隙。通过与无预变形周期刚架X型结构进行比较,揭示了本文所设计结构具有更低固有频率的原因。利用有限元方法计算频响透射率,验证理论模型的有效性。通过观察模态,进一步证明带隙的存在以及结果正确性。在结论基础上,提出可以考虑改变变形角,以满足工程需要。

摘要：针对用于下肢假肢的磁流变阻尼器阻尼力调节范围受限且体积大、能耗高的问题,提出了一种阶梯式变间隙磁流变阻尼器,该阻尼器可根据人体不同步态需求,通过控制线圈电流与改变阻尼间隙来调节输出阻尼力。阐述了阶梯式变间隙磁流变阻尼器的结构和工作原理,建立了阻尼力计算模型并进行了磁路分析。在满足下肢假肢阻尼力要求的前提下,以阻尼器功率最低、活塞体积最小为优化目标,采用多目标遗传算法对阶梯式变间隙阻尼器的关键结构参数进行优化,得到最优结构尺寸,对优化后的阻尼器进行磁场与力学性能仿真,验证优化结果的合理性。结果表明,优化后的阻尼器在满足输出阻尼力设计要求的条件下,总功率降低了23.3%,活塞体积减小了28.4%,为假肢用磁流变阻尼器的优化设计提供了参考。

摘要：随着我国高速列车速度的不断提高,尤其是长大坡道的存在,使得制动盘的应用环境更加恶劣。由于制动摩擦产生的热量使得制动盘温度快速升高,如果散热不及时,会形成高的热应力,从而导致热疲劳裂纹的产生。因此,高效的制动盘散热问题显得尤其重要。目前,制动盘的散热设计主要采用改变散热筋结构形式,这样的散热效果有一定的局限性。为了进一步降低制动盘的制动温度和热应力,根据相变储热原理,设计制动盘散热结构,通过连续两次紧急制动使得制动盘温度上升。应用有限元分析软件对不同的相变储热材料进行散热分析,得到三种制动盘的温度场和应力场。结果表明,具有相变储热材料的制动盘能够明显降低制动过程中制动盘的最高温度,同时降低了制动盘的温度梯度,从而使得制动盘受到的热应力有所降低,在一定程度上预防了热疲劳裂纹的产生。

摘要：目前,高速列车制动闸片剩余厚度采用人工方法测量,耗时费力,成本较高。闸片与制动盘的贴合情况也难以判断,影响了制动安全性。为了解决此问题,通过对高速列车转向架基础制动结构空间、实际工况的充分考虑,基于阿贝原则,考虑测量误差补偿,结合现场运用环境,采用光电与机械方法相结合,并考虑数据测量精度,应用模块化设计的理念,建立了合理的检测模型并进行了误差分析,验证了模型的可行性。

摘要：在工业生产中,产品缺陷的智能检测是至关重要的。现场可编程门阵列(FPGA)是一种具有算力强、功耗低等特点的嵌入式设备,能够将小型卷积神经网络部署其中。本文基于Xilinx Zynq系列FPGA设计了一套改进YOLOv2目标检测算法,在模型框架中增加重排序层,对切片图进行并行计算处理后再重组,完成铝片表面缺陷的检测。该算法经过高层次设计(HLS)后,进行RTL转换与IP核封装,并导入到工程项目中完成SoC设计。通过综合、布局布线后生成比特流文件,导入至PYNQ镜像中,完成对铝片表面的工业缺陷检测。实验结果表明,本系统能够准确地检测出缺陷,并将功耗降低至2.494 W。

摘要：针对内燃机机体隔板与主轴承盖螺栓紧固连接处的微动疲劳问题展开研究工作。通过对主轴承盖所受载荷模式的分析,设计了内燃机微动疲劳实验系统及相关实验方法,进行了内燃机典型紧固结构微动疲劳等效模型实验。结合对螺栓连接紧固面接触应力场分布的有限元分析结果,研究了主轴承盖与机体隔板紧固面微动疲劳失效机理。研究表明,螺栓预紧力和主轴承盖所承受的附加扭转力矩是影响机体隔板与主轴承盖紧固连接微动疲劳的主要因素,附加翻转力矩的波动使接触区的接触状态不断变化,导致接触区表面的损伤;通过增加螺栓预紧力有助于减缓机体隔板与主轴承盖紧固连接的微动疲劳损伤。

摘要：制动技术是影响列车提速的重要因素,制动盘散热能力是提高高速列车运行速度的重要参数。为了从结构上改善制动盘的散热能力,降低制动盘工作温度和热应力,结合仿生学,以鳞片为仿生原型,设计两种具有新结构的仿生制动盘。对比传统直辐板制动盘,使用流体仿真软件模拟不同制动盘内流场情况,进而采用热机耦合方法,计算300 km/h初速度一次紧急制动工况下的制动盘温度及热应力结果。结果表明,新型鳞片仿生制动盘能加速制动盘内空气流通,提高制动过程中的对流换热系数;并降低制动盘的工作温度以及热应力,在一定程度上减小热载荷对于制动盘的影响。

摘要：随着现在工业技术的快速发展,大型复杂机械设备在生产生活中大量长时间使用,因此不可避免的会有零件磨损,磨损产生的颗粒会掺杂在润滑油液中,因此对于油液中的颗粒检测对于设备的状态监测尤为重要。本文设计了一种可以产生径向交变磁场油液磨粒传感器,基于电磁感应原理使用交变电流驱动避免了直流驱动传感器发热的问题,使用Maxwell软件对于传感器内部磁场分布进行建模,分析各结构参数对于传感器输出信号所产生的影响,对于强化磁场的铁芯尺寸进行了仿真并分析了传感器内部的磁场变化,同时设计了相应的信号处理电路和激励信号的发生电路,传感器最终实现了在8 mm流道中对于200μm铁磁性磨粒和500μm非铁磁性磨粒的检测。