摘要：为实现长期深海观测,并充分利用恒流输电海底观测网抵抗输电缆短路故障能力强,可靠性高,鲁棒性好等优点,设计并实现了海底观测网多模块恒流变换器。综合考虑系统体积、电能变换效率、可靠性以及输入输出电压和功率等级等多方面因素,提出采用推挽拓扑和输入串联输出并联的多模块堆叠结构的恒流转恒压电能变换系统(CC/CV)。针对恒流输电系统稳定性特性问题,分析设计用于功率补偿作用的功率平衡器,并对基于共占空比的功率平衡器控制策略进行研究。设计出在低频段具有高增益,在中频段具有足够相位裕量,在高频段能有效抑制高频干扰功能的补偿控制器以获得更佳的控制效果。在实验室环境下验证了CC/CV电能变换技术,测试结果验证了各模块间的兼容性和系统整体的可靠性,为今后研究和建设长期实用型的多节点恒流输电缆系海底观测网提供了理论依据和技术支持。

摘要：提出可用于摆式波浪能转换装置的数字控制式液压缸组方案并介绍其工作原理。在建立数学模型的基础上进行AMESim和Matlab联合仿真分析,验证数字控制式液压缸组可进行压力调节,并且能够提高摆式波浪能转换装置的能量捕获效率的作用,该文完成了数字控制式液压缸组样机及测试系统的设计搭建并进行样机试验,试验结果可验证数字控制式液压缸组的可行性及仿真结论。

摘要：在粉末冶金零件成形生产中,压坯产品的质量取决于粉末成形工艺的完成度,这依赖于成形液压机的运动控制性能。然而控制粉末成形液压机运动的电液系统是一种具有参数不确定性的非线性系统,且整个运动控制系统在粉末致密化加压成形过程中还受到了负载压制力的强非线性干扰。针对以上难题,研究中建立了负载压制力的非线性模型,将其与电液系统的动力学模型相结合,基于此包含负载动力学的控制设计模型利用自适应鲁棒控制理论设计了粉末成形液压机的压制运动控制器。理论上,该控制器保证了鲁棒瞬态性能和稳态跟踪精度。实验结果表明,所设计的电液控制器可以实现对铁基粉末成形圆柱体压坯单向变速压制工艺压制运动曲线的精确跟踪控制,并表现出良好的控制性能。

摘要：提出基于液压传动的可模拟波浪载荷之浮力摆式波浪能发电装置试验系统设计方案并介绍该系统的工作原理。通过数值模拟的方法进行浮力摆上的波浪载荷计算;通过搭建液压系统对作用于浮力摆式波浪能发电装置的波浪载荷进行模拟,对其进行建模仿真,并完成该试验系统的搭建及半物理仿真试验。试验结果表明:所提出的浮力摆式波浪能发电装置试验系统能较好地模拟波浪力作用在浮力摆上的载荷,可稳定输出电能。

摘要：针对采用流量阀作为控制元件的电液系统,设计一种基于扰动观测器的非线性鲁棒压力控制器。在该系统中,压力控制性能受到负载流量的不利影响。研究中负载流量被分成时变的未知负载流量与可以建模的泄漏流量2个部分:前者是干扰压力控制的主要因素,为此在建立系统动力学模型的基础上设计非线性扰动观测器以估计未知负载流量;应对后者的方法则是首先建立其解析模型,然后在控制器中对其进行模型补偿。基于上述两点并考虑系统动力学的非线性特性,采用滑模控制技术综合系统压力的非线性鲁棒控制器。实验结果表明:所设计控制器在存在负载流量干扰的情况下实现精确且迅速的压力跟踪控制,表现出良好的性能鲁棒性。

摘要：针对内曲线径向柱塞马达内部的冲击问题,提出了一种基于遗传算法的高阶导轨曲线优化设计方法.首先,在考虑惯性力及摩擦力的情况下,建立了导轨的最大接触应力数学模型,并以其最小值作为适应度函数,以无冲击、低脉动作为约束条件,利用遗传算法对曲线的系数进行求解.然后,以求解的10阶、11阶导轨曲线为例,对比分析了两者的曲线特性及轨道的反作用力、最大接触应力和马达的脉动率.通过分析对比可知:该设计方法所得到的曲线与常用的等加速导轨曲线相比更光滑、无冲击;与无冲击的修正心形线导轨曲线相比,马达脉动率更低.因此,该导轨曲线设计方法可为对冲击和噪声要求较高的内曲线径向柱塞马达的优化设计提供参考.

摘要：多自由度液压臂的主从式位置控制方式相比传统关节速度操控方式具有操作直观、交互自然等优点,但大惯量响应滞后特性带来操控作业效率低、环境碰撞风险高等问题。为此,提出一种基于听觉反馈的主从式重载液压臂辅助操控方法,其基本原理为将主从位置误差映射为不同响度和音调的声音信号并反馈给操作者,目的是一方面在新手操作培训中提高学习效率,另一方面在实际任务场景中提高操控性能。建立基于样机实测数据的主从式重载液压臂虚拟现实操控平台,设计出听觉反馈的人机交互辅助操控界面,征集了40名新手受试者参与试验研究与性能评估。对比试验结果表明,在新手培训环节中,该听觉反馈辅助操控方法能使操作训练次数减少24.7%,从而帮助新手更快掌握操作技能;在实际作业场景中,该方法能平均降低8.8%的任务完成时间,并平均减少22.7%的环境碰撞次数,从而提高作业效率并降低环境碰撞风险。

摘要：针对核电大数据集成管理缺乏适应性和应用价值有限的问题,提出了一种基于工业大数据分析架构的核电装备智能设计制造服务体系.首先,基于核电大数据的领域特性设计了核电装备全生命周期数据空间,通过业务系统数据与主数据两个层次,实现海量多源异构数据分布式存储,并提出模型驱动的核电大数据应用模式.在此基础上,基于数据空间提出了核电装备智能设计制造服务体系框架和关键技术,包括基于模型数据知识联合学习的智能协同设计、多阶段数据融合驱动的质量管控与精准追溯、高维动态边缘数据驱动的运行服务智能诊断预测等技术,为生产决策和运作管理提供依据,促进核电装备安全性、可靠性和经济性指标持续优化.最后通过核电装备典型业务场景来验证所提框架和技术的有效性,并取得了良好的应用效果,为未来核电大数据协同管理和智能应用提供参考.

摘要：针对Tripod并联机器人工作空间一般用数值搜索方法研究,难以给出边界曲面准确表达的问题,提出一种曲面扫略分析与机械结构形位分析结合的方法来解析Tripod并联机器人的工作空间。以正逆解的算法为基础,得到并联机器人各单开链扫略空间范围及其包络曲面表达式,用三维软件布尔运算得出各支链公共的工作空间,在考虑虎克铰约束和杆件干涉的情况下,再依据机械结构形位分析得到机器人实际工作空间及边界曲面表达式,并对工作空间的奇异性进行了分析。通过三坐标测量仪器测出实际的工作空间与理论分析解析出来的空间进行对比来验证解析方法的正确性,从而为机器人机械结构参数设计和工作空间计算奠定基础。

摘要：现有的重载液压机械臂自由度多,执行的任务繁复多样,利用外骨骼来对其进行遥操作能够提高机械臂控制的精准性和直观性,有着不可替代的优势。根据人上肢穿戴性需要进行设计会导致外骨骼与机械臂之间的结构异构,从而出现主从运动学不匹配的情况。基于四自由度外骨骼和七自由度冗余液压机械臂之间的主从控制,提出了一种适用于主从异构遥操作的笛卡尔-关节空间相似性映射方法,解决了二者自由度数量、自由度配置、可达工作空间等差异对主从控制一致性带来的问题。考虑控制需求和液压驱动特性,定义了主从异构遥操作下的相似性映射条件和关节运动约束条件,提出使用加权增广变系数雅克比矩阵的方法来满足操作者与从端机械臂之间额外映射关系,并给出了其中关节速度限制系数的选取条件。搭建了系统的机-液耦合仿真模型进行了验证。结果表明:提出的方法可以提高液压机械臂主从异构遥操作的灵活性和直观性,进而令液压机械臂更好地根据主端指令完成复杂的空间任务。