摘要：针对四Mecanum轮驱动的自动导引车(AGV)的轨迹跟踪控制问题,设计了一种模型预测控制(MPC)和自适应滑模控制(SMC)级联的控制器,来改善控制精度和稳定性,提高控制过程的层次性、针对性和有效性。在运动学层面,建立了AGV轨迹跟踪误差模型,将其转化为二次规划问题,并加入约束条件,配合模型预测控制的滚动优化来在线求解二次规划的最优解,将AGV位姿误差转化为轮子转速的期望输出;在动力学层面,采用滑模控制得到轮子的输出力矩,实现轮子对期望转速的跟踪,引入具有快速准确逼近能力的极限学习机(ELM)神经网络对模型不确定性和未知干扰进行在线观测,并与滑模控制相结合自适应抵消干扰,进一步提高控制器的鲁棒性。在余弦扰动和脉冲干扰下对控制器进行仿真验证,并将结果与PID控制结果进行对比,发现MPC+SMC级联控制器的跟踪效果具有明显优势;与采用径向基函数(RBF)神经网络观测的级联控制器的对比表明,采用ELM观测器的控制器对干扰的鲁棒性更强,在各转速条件下与干扰曲线的拟合度均超过95%,其跟踪误差在多项指标上相比其他方法小1个数量级,最大位置偏差仅为毫米级。轨迹跟踪样机实验结果验证了该控制器的实用性和可行性。

摘要：以新能源汽车驱动复用式升压充电系统中三相交错并联Boost变换器为研究对象,针对系统在运行过程中动态响应速度慢、稳态特性差等问题,引入模型预测控制算法,对其展开研究分析。以单相Boost电路工作为例,建立了系统状态空间方程,并通过离散化处理建立了预测电流模型。根据变换器控制系统的运行约束和性能指标,确定了适当的目标价值函数,并计算出最小化目标函数值的最优占空比表达式。最后,利用MATLAB/Simulink构建了变换器仿真模型,验证了所提出的控制策略的可行性,并针对变换器输出电压响应速度慢、电压超调以及抗干扰性能差等问题与PI双闭环控制策略进行对比分析。仿真结果显示,相较于传统PI控制系统,模型预测控制系统的电压调节时间提升了62.3%,且无明显超调;当输入电压和负载发生扰动时,其电压偏差值分别降低了56.3%和85.8%,稳态时间分别提升了37.3%和51.3%。由此可知,该所设计模型预测控制器能够满足升压充电系统应用需求,具有更好的动态响应、稳态特性以及鲁棒性能。

摘要：分析地方科研院所在科技成果转化领域的现状与面临的挑战,阐述构建绩效评价体系的迫切需求。调查结果显示,地方科研院所在转化科技成果时,普遍存在科研成果与市场需求不匹配、转化人才供给不足、技术成熟度评估准确性欠佳以及资本运作机制薄弱等难题。为应对这些挑战,设计一套综合性的绩效评价体系,覆盖了技术成熟度、市场适应性、经济效益、社会影响以及创新驱动等关键维度。通过应用实例验证,该体系展现出了其在提升科技成果转化效率与质量、优化资源配置、激励科研人员积极参与转化活动以及促进区域经济与创新力提升方面的显著效用。

摘要：洗碗机的振动噪声水平是衡量洗碗机性能的主要性能指标之一。为降低某家用洗碗机的振动和噪声,通过试验与仿真相结合的方式,研究分析了洗碗机箱门和内胆结构固有频率对噪声的影响,结果表明洗碗机箱门和内胆底板固有频率对洗碗机噪声的影响较大,而内胆整体的固有频率对洗碗机的噪声影响不大。通过对内胆底板进行结构优化,优化后的洗碗机内胆整体振动响应优于原设计,且洗碗机噪声由原来的52.72d B降低为38.87d B,达到了噪声低于39d B的设计要求,提升了该产品的市场竞争力。

摘要：针对DM3500超大型压铸机机座超重、制造成本高的问题,开展变密度拓扑优化算法和尺寸优化算法联合进行机座优化设计技术的应用研究。通过有限元法计算了4种工况下机座的刚度,进而以刚度为约束条件,进行机座拓扑优化,并根据优化结果中的单元相对密度云图,减少初始设计中18块钢板;在此基础上,建立机座的尺寸优化模型,根据优化结果中的单元厚度分布云图,确定了最终机座优化设计方案。将优化方案与初始设计进行相同工况对比研究。结果表明,优化设计后的机座刚度和强度均满足设计要求,实现质量减少5.98t,减重31.6%,减重效果显著。

摘要：分析了压射机构刚度设计不合理,导致DM3500压铸机压射冲头快速磨损的原因。基于SIMP变密度拓扑优化算法开展压射机构企板的优化设计,首先建立了压射机构的力学模型,通过有限元法计算多个工况下压射机构的刚度,进而建立优化设计模型,进行拓扑优化。根据单元密度云图结果建立了企板优化方案模型,将优化方案与原始设计进行对比分析。结果表明,优化设计后的压射机构刚度较优化前提升35.6%,可以有效抑制冲头快速磨损,同时实现企板轻量化,减重率为3.4%。

摘要：目的针对灌装生产线的设计与验证过程,基于虚拟仿真技术,实现灌装生产线的快速设计与验证。方法首先通过分析灌装生产线的生产过程,利用SolidWorks三维建模软件分别对灌装生产线中的灌装机、搓盖机、贴标机、喷码机、装箱机等设备设计三维模型。然后将所有设备的三维模型导入Demo 3D仿真软件,进一步按照各设备的动作流程对模型进行动作设计及运动规划,构建灌装生产线虚拟仿真系统。最后根据设备功能和生产产能要求,在虚拟仿真系统中通过不断地调整设备机械结构及机构的运行速度,最终实现灌装生产线的快速设计与迭代优化。结果得出灌装生产线的优化设计方案,并根据该设计方案研制出灌装自动生产线,生产线的产能为2400瓶/h,满足企业要求。结论该方法能够实现灌装生产线的快速设计与验证,缩短设计开发周期,减少设计和验证成本。

摘要：针对基于网格曲面参数化的刀轨规划中存在映射拉伸变形的问题,提出一种引入映射拉伸系数的网格曲面刀轨规划方法.首先采用ABF++保角参数化算法将网格曲面展平到参数域内;然后根据映射变形分析逐三角片地计算映射拉伸系数与梯度,并基于此将三维网格上的轨迹参数转换到参数网格上;最后根据参数域内的轨迹参数分别生成往复式刀轨与环形刀轨.以人脸模型为例进行了仿真与加工实验,验证了该方法的有效性.

摘要：由于流延薄膜厚度很薄(微米级),若薄膜采用1∶1的几何模型对薄膜传热进行耦合模拟时,网格数量达百亿级别,仿真计算非常困难。论文提出薄膜加厚的传热仿真模型,即对薄膜几何模型扩大,辊筒和冷却水管道几何模型保持不变的方式,顺利实现了流延薄膜冷却过程的传热仿真模拟。研究发现:薄膜及流延辊表面温度场出现螺旋型分布,即“流道痕”现象,与热成像仪测试结果吻合;在有螺旋导流片位置处,薄膜及辊筒表面温度高,冷却水流道处温度低,薄膜轴向方向薄膜温度上下波动,波动幅度在±1℃以内;薄膜在流延辊上冷却主要分为两个阶段——温度骤冷阶段和温度平稳阶段,薄膜的冷却主要发生在骤冷阶段,骤冷时间0.03 s内,薄膜温度可从220℃迅速冷却到40℃以内;提高螺旋流道内冷却水流速时,薄膜在周线方向的温度变化较小,在轴线方向薄膜平均温升斜率受流速影响较大。文中最后给出的流延辊螺旋流道内冷却水流速与薄膜轴向温升斜率的关系,可为流延辊流量设计提供技术参考。

摘要：超声波焊接系统工作效率的高低主要取决于该系统中超声波电源、匹配网络及换能器组件3大部分是否工作在谐振频率点附近,其工作频率越接近谐振频率,电源的工作效率将越高。限于换能器行业材料和技术的原因,所生产的换能器和匹配网络部件的性能参数难以达到高度一致,对超声波电源的适应性提出了较高要求。此处设计了一款基于数字信号处理(DSP)和DWIN图形应用软件(DGUS)的双处理器控制全数字超声波焊接电源,通过友好的人机界面设置电源工作频率范围及其他相关参数,电源自动匹配换能器及网络,锁定超声波电源输出电流和输出电压的相位差及工作频率,广泛提高了超声波焊接电源的适应性。