摘要：文章针对非匹配干扰和噪声影响下伺服系统鲁棒跟踪控制问题,提出了一种基于改进等价输入干扰的模型预测控制方法.首先,设计了基于自适应滤波器的等价输入干扰估计器,其根据估计扰动特性调节滤波器带宽参数,解决了扰动估计性能和测量噪声衰减之间的权衡问题.其次,考虑扰动补偿残差对伺服性能的影响,设计了基于模型预测控制的鲁棒跟踪控制器.进一步,结合改进等价输入干扰和模型预测控制实现高性能伺服系统跟踪控制,并分析了闭环系统的鲁棒稳定性.最后,通过对比仿真和实验验证了所提方法在非匹配扰动和噪声影响下的有效性和优越性.

摘要：本文设计并制备了一种集成式陶瓷压力传感器。首先基于电容式压力传感器工作原理和薄板变形理论,对传感器敏感结构进行建模和仿真分析。将设计的信号调理电路集成在印刷电路板(PCB)上,PCB通过导电结构PIN针与敏感结构紧贴在一起,采用压缩弹簧实现针脚连接。同时设计了传感器敏感结构工艺制备流程,并对封装后的传感器进行研究分析。测试结果表明:传感器在0~1.4 MPa量程内,常温下其灵敏度达到0.571 V/V/MPa,非线性度小于0.325%FS,在-40~150℃温度范围内,整体测量误差精度为±0.245%RH,传感器在振动和冲击的环境中工作稳定。

摘要：为了进一步提高轴的比强度,在传统空心轴的基础上进一步提出并研究了一种基于增材制造技术的多孔空心轴。通过仿真分析并经实验验证,在相同质量时,多孔空心轴与传统空心轴相比,承载能力更佳。在某典型扭转工况下,强度能提高22.5%;在某弯曲工况下,强度能提高9.8%。

摘要：为解决现有医用钛合金接骨螺钉结构复杂、尺寸不一、表面毛刺较多等抛光难点,提出了一种新的抛光方法——滚筒式超声-磁流变复合抛光,并自主设计了滚筒式超声-磁流变复合抛光装置。该装置采用三磁极励磁结构的电磁铁励磁方式,通过理论计算与Maxwell仿真分析确定该励磁装置结构尺寸与线圈参数。搭建滚筒式超声-磁流变复合抛光实验平台,开展励磁电流单因素抛光实验,对抛光装置中磁流变液磁感应强度进行测试,并与仿真结果进行对比。当电磁铁励磁装置N极宽度为35 mm,线圈匝数为1080匝,线径为1.25 mm时,可通入线圈的最大电流为5 A,抛光区域可形成良好的磁路特征,磁场分布可形成磁流变抛光区与磨粒更新区,磁流变抛光区磁感应强度最高可达0.57 T。滚筒内抛光区域磁流变液磁感应强度的测试值小于仿真值。抛光前后工件表面粗糙度变化率随励磁电流的增大先升高后降低,当电流为4 A时,表面粗糙度由1.39μm降至0.435μm,此时表面粗糙度变化率取得最大值68.7%。三磁极励磁结构的电磁铁励磁装置磁感应强度能够满足磁流变液在抛光时对磁场的要求,有效抛光区域较大。

摘要：针对离散时间系统的多周期干扰抑制问题,提出一种离散滑模多周期重复控制器设计方法.利用非线性幂次函数设计新型离散趋近律,将周期差分等效干扰以加权形式嵌入到趋近律中,构造带干扰补偿作用的离散趋近律,并据此设计离散滑模多周期重复控制器.为了进行控制器参数整定和表征闭环系统的收敛性能,推导准滑模域边界层的表达式.所提出控制方法既能够消除多周期干扰信号,也能够减小准滑模域边界层.数值仿真验证了所提出控制方法的有效性.

摘要：为了增强直升机传动系统中小角度齿轮传动副的啮合性能,对小轴交角面齿轮副进行齿面几何与啮合特性研究。建立了小轴交角面齿轮副展成坐标系,并基于齿轮啮合原理推导了其齿面方程。基于蜗杆推导了拓扑修形的圆柱齿轮齿面方程,并将该圆柱齿轮应用到小轴交角面齿轮副中。进行了轮齿接触分析,并研究了安装误差对啮合的影响规律。为评价小轴交角面齿轮副的传动性能,进行了应力计算分析,并与锥形渐开线-圆柱齿轮副进行了对比。研究结果表明:相对于圆柱齿轮齿向修形,拓扑修形可有效避免小轴交角面齿轮副的边缘接触,减小接触应力和弯曲应力;相同参数下,小轴交角面齿轮副的接触应力和弯曲应力均比锥形渐开线齿轮-圆柱齿轮副小约27%。

摘要：为了实现斜齿轮参数的非接触式快速检测,提出了一种斜齿轮参数视觉检测方法。对于斜齿圆柱齿轮该方法可以实现齿顶圆直径、齿根圆直径、分度圆直径、齿数、模数、螺旋角和旋向的检测。通过预处理对斜齿轮端面画面进行图像增强,使用阀值分割和边缘检测获取斜齿轮端面轮廓,基于最小二乘法拟合齿顶齿根圆对斜齿轮的主要特征参数进行检测,在齿轮侧面使用SVM对斜齿轮的旋向进行分类检测,并计算齿顶区域的倾斜角度换算得螺旋角。经实验,该方法对不同规格斜齿轮的参数检测均有效,具有良好的稳定性、精确性。

摘要：针对老年人等下肢力量薄弱者坐姿起身困难的问题,设计了一种能在起身过程中动态调节举升力的坐垫。先利用惯性传感器获得起身过程中的关节角度数据,再结合SolidWorks的motion分析仿真了膝关节力矩。以动态补偿膝关节力矩为目标,设计了辅助坐垫的机械结构和电液驱动系统,并以Arduino UNO为控制器实施了液压压强控制。实验结果表明,设计的辅助坐垫能有效提供动态举升力,使得膝关节部分出力即能起身。

摘要：针对订单数据与仓库内实际情况实时对接的仓储物流管理问题,设计了一套基于图像识别的自动仓储管理系统。这一系统采用树莓派+OpenCV作为图像识别载体,在得出识别结果后,使用串口通信将信息传送至自制的上位机软件。上位机接收到识别信息后,通过人机界面实时显示,并将数据存储,同时自动生成表格。这一系统可以实现仓储物流的过程信息化与数据化,能够在提高仓储效率的同时降低人工成本。

摘要：为进一步提升基于涡流效应的电磁扭矩传感器灵敏度,文中以互感线圈为研究对象,根据传感器工作原理及线圈耦合谐振等效电路模型,提出一种以最优互感线圈耦合效率为目标的优化方法。选用平面螺旋线圈作为传感器激励线圈,通过单因素实验法和中心复合实验原理建立多元二次响应面模型,由灰狼优化算法(GWO)获得最优传感器结构参数并进行样机试制。经仿真与实验验证,优化后传感器仿真互感线圈耦合效率为37.465%,仿真输出电压峰值为841.5862 mV,分别为初始对照组的3.007、2.421倍,仿真线性度为0.432%,在较粗糙的装配、定位条件下,传感器实际量程为0~±50 N·m,灵敏度为14.438 mV/(N·m),线性度为2.4%。