摘要：提出了一种新型叠滚型结构的二维(2D)活塞泵,该泵的活塞在连续旋转时同时进行往复运动。配合吸排油机构,其工作腔的容积随活塞的运动而变化,实现吸排油功能。在对活塞泵结构和工作原理进行分析的基础上,首先建立其数学模型,其次进行理论分析,最后搭建试验平台,测试了不同转速和负载压力下的容积效率和机械效率。试验结果表明:在负载压力为6 MPa时,转速从1 000 r/min提升至6 000 r/min,容积效率从88.5%上升至98%,机械效率从93%下降至74%;当转速为6 000 r/min时,负载压力从5 MPa提升至8 MPa,容积效率从98.3%下降至96.7%,机械效率从69%上升至79.1%,验证了理论分析的正确性以及叠滚型2D活塞泵的可行性。

摘要：为了解决在微电网系统中多台逆变器的冗余群控的问题,提出3层式控制方法,第1层为新型改进的下垂控制,通过引入感性虚拟阻抗,使得逆变器等效输出阻抗仅由滤波电感决定,设计出稳定性优良的双环下垂控制器;第2层为同步控制,基于幅值和频率参考值正反馈的同步并网控制原理,采用公共连接点断路器两侧相位及电压幅值信息,对下垂控制进行反馈同步调节;第3层为补偿控制,结合补偿传递函数及下垂控制结构,设计出电压幅值与频率的补偿量模型,来弥补下垂过程中产生的稳态误差.结果表明,该控制策略可以满足微电网的可靠运行,具有良好的动态和稳态性能,真正实现了微电网中多台逆变器的冗余群控管理.

摘要：为了解决2D伺服阀步进电机式电-机械转换器传统工作方式所存在的分辨率与响应速度之间的矛盾,同时,保证其在系统内部参数变化及外部扰动作用下也能具有良好的控制效果,本文提出了基于自抗扰控制(ADRC)的位置和电流双闭环同步跟踪控制算法。首先,阐述了步进电机式电-机械转换器的同步控制原理,建立了数学模型,设计了自抗扰控制器;其次,根据位置、电流双闭环同步跟踪控制算法,利用Matlab/Simulink对电-机械转换器进行了仿真分析,仿真结果表明,该电-机械转换器具有良好的动静态特性,同时在不同电感、摩擦力等内部参数变化以及外部脉冲干扰作用下也具有良好的控制能力,与传统PID控制相比具有较好的控制效果;最后,为了验证分析的正确性和控制算法的有效性,设计了该电-机械转换器的嵌入式控制系统,搭建了步进电机式电-机械转换器及2D伺服阀特性测试平台,电-机械转换器所测得的对应-3 dB、-90°的频宽为250 Hz,上升时间约为5 ms,实验结果和理论分析较吻合;采用该电-机械转换器的2D伺服阀所测得的对应-3 dB、-90°的频宽约为135 Hz,阶跃响应的上升时间约为8 ms,实验验证了在系统工作压力变化时,系统也具有良好的控制效果。理论分析和实验表明,该电-机械转换器在基于自抗扰控制的位置和电流双闭环同步跟踪控制算法下具有良好的动静态特性,同时具有良好的鲁棒性、抗干扰性。

摘要：基于有限元分析和试验测试相结合的方法,研究机床结构件优化设计.以某型号拉床结构3大件之一的床台为例,建立床台实际几何形状的有限元模型,分析床台在实际工况下的变形情况和模态参数.利用LMS SCADAS III-305振动测试设备和PolyMAX方法,得到床台在0~512 Hz频率下的自然频率、阻尼比和振型等实验模态参数.获得实验模态与分析模态振型向量的置信准则矩阵,表明有限元分析和实验结果具有较好的相关性.利用经过验证的有限元模型开展拓扑优化,根据优化结果进行床台结构的二次设计.结果表明,通过二次设计得到轻量化的床台结构,切削点处变形更小,第一阶固有频率更大,实现了更好的动态性能.

摘要：针对智能车间中物料位置和运动状态的不确定性,提出一种基于双目视觉的自动导引车(AGV)障碍物检测与避障方法。在障碍物检测过程中,首先采用基于深度检测的障碍物判定算法判断障碍物是否存在;然后利用帧差法提出一种障碍物信息的获取算法,分别得出静、动态障碍物的方位与速度信息。为进一步提高障碍物检测的可靠性,分别对不同状态的障碍物进行检测实验,结果表明,该算法误差较小、结果可靠。针对不同障碍物设计避障策略,对比PID和模糊PID的方法控制AGV运动,通过分析AGV运动过程中的角度和距离偏差验证了避障策略的有效性。最后,开发了一个简单高效的上位机系统,进一步验证了所提算法的可行性和有效性。

摘要：考虑到实际环境中的订单批量性,研究Flow-shop制造过程分批优化调度。针对制造过程中不同产品所含批量之间允许交叉生产的情况,考虑传输批量大小约束,建立了问题模型。基于分批生产策略设计了一种混合差分进化算法来优化确定批量划分和排序优化。该算法采用两级染色体编码,对划分染色体和排序染色体分别采用前面所设计的进化过程。为了进一步缩短完工时间,在算法解码过程中基于分批传输策略进行二次划分,得到小传输子批。通过实验仿真对所提方法进行比较分析,验证了所设计划分方法的有效性以及算法的优化性能。

摘要：针对飞机液压刹车系统,设计了一种2D电液压力伺服阀,以2D伺服螺旋机构为导阀,通过弹簧与主阀联动,采用直线位移传感器形成闭环位置反馈,精确控制出口压力;基于挤压油膜理论设计阀体结构,增大系统阻尼比,提高系统稳定性;在建立阀和油膜缓冲数学模型的基础上,仿真分析了主阀正开口量与弹簧变形量和主阀输出压力之间的关系,确保该阀具有良好的电流-压力特性;对初始系统、减小开环放大系数和增大系统阻尼比三种情况进行了稳定性仿真分析,验证了引入油膜阻尼缓冲设计的必要性。

摘要：针对单点渐进成形精度不高的问题,从控制变形角度,提出一种围绕对顶主成形头设置对顶辅助工具头以缩小变形域、限制二次变形和回弹、有效提高成形精度的三点渐进成形新工艺。为了寻找加工过程中塑性应变的变化规律以指导加工路径规划和成形工艺参数设计,基于轴对称件三点成形等高线加工轨迹的特点,提出并建立等效加工层模型。利用力学方程和平面应变条件,求得加工层的等效虚拟应力应变。研究结果表明:轴对称圆盘件成形的数值仿真和实验结果与理论解相一致,所建等效模型及理论分析的有效性和所提三点渐进成形控制变形及提高精度具有可行性。

摘要：提出一种针对2D电液比例方向阀的双向压扭联轴器的设计方案,用球型滚轮传递运动,将楔形件的直线运动转换为阀芯的旋转运动,同时放大输出转矩和2D阀芯的扭转角度。建立了压-扭联轴器的动力学方程,用相平面法研究了其颤振补偿间隙特性,采用颤振补偿技术降低压扭联轴器的滞环,达到消除间隙的效果。在建立数学模型和制作样机的基础上,对楔形件直线运动与阀杆旋转角度之间的关系进行了仿真和实验,仿真分析与实验结果基本吻合,实验结果表明:采用颤振补偿技术可有效降低因间隙产生的滞环;颤振幅值为间隙量50%时,滞环约为3.7%,颤振幅值大于间隙量时,滞环小于2%。

摘要：针对现代物流配送系统中客户需求动态变化、配送中心车型多样化以及车辆行驶路线开放式的特点,建立了多车型开放式动态需求车辆路径问题的两阶段数学规划模型。制定了相应的"预优化路线调度"和"实时动态调度"的两阶段求解策略,提出了混合2-OPT量子进化算法的求解方法,设计了一种将常用的整数编码转换为量子比特的编码方法,每一个染色体都代表一种行车路线方案,对于量子进化算法求得的行车路线方案,引入2-OPT优化方法,对线路内的子路径进行局部调整,进一步提高了算法的收敛速度。最后通过实例测试及与其他算法的比较,验证了该方法的有效性。