摘要：为了满足工业领域中形状多变、物性多样、尺寸不一的复杂目标件抓取需求,模仿人手指关节并依据双指贴合抓取原理,设计达到包络贴合状态的双指柔性机械手.分析目标件外形轮廓的结构特点,提取目标件轮廓的抓取特征,获得柔性机械手的结构运动原理.根据柔性机械手运动原理,进行目标件包络夹取过程的数学建模与仿真分析,搭建平台验证柔性机械手的性能.该机械手由柔性机械手指、驱动部件和位置补偿机构组成,可以实现圆柱体、圆锥件、长方体类零件的适应性抓取,具有较高的抓取可靠性与稳定性.

摘要：针对围绕同一中心天体的任意高椭圆轨道飞行的航天器之间的自主相对运动问题,提出基于系统相对运动模型的航天器自适应控制策略。首先,对适用于任意航天器相对运动的一般性非线性模型,通过设计系统内部虚拟变量对模型进行重构。其次,针对非线性系统下航天器交会对接输入约束问题,基于重构的非线性模型,通过设计辅助控制系统,分析和解决控制输入约束的影响,在提高控制性能的同时保证闭环系统的渐近稳定性。此外,由目标星未知轨道运动引起的模型非线性参数项不确定性问题,通过二项式级数扩展方法实现线性参数化近似,结合提出的自适应反步控制器,能够保证闭环信号以及未知参数估计的最终有界性。对于同时存在模型不确定性与控制输入约束的问题,采用代数参数化线性近似与辅助控制系统相结合的设计方法,能够分析和处理控制加速度约束的影响。最后,通过对几个案例的仿真分析,比较和验证了所提出的自适应控制策略的有效性。

摘要：考虑航天器交会模型不确定性的问题,提出基于一般非线性相对运动方程的自适应控制策略.针对复杂非线性系统中由外部扰动及目标星轨道参数引起的线性与非线性不确定性问题,通过自适应神经网络对模型结构进行参数化近似.结合自适应反推技术和李雅普诺夫稳定方法进行自适应控制器设计,能够实现控制目标,保证所得闭环系统的渐近稳定性.为了探究同时存在模型不确定性和输入约束的情况下航天器相对运动的自适应控制设计,提出辅助控制系统来分析和解决输入约束的影响.针对相对运动提出的自适应控制策略保证了闭环系统的稳定性,使得模型未知参数的自适应估计满足最终一致有界性.对不同案例分析比较的数值仿真结果验证了提出控制方法的有效性.

摘要：针对单一时频域指标未能较好表征谐波减速器全寿命周期退化特性问题,并考虑柔轮裂纹在不同部位的扩展速率差异性对剩余寿命预测精度的影响,提出一种基于长短期记忆网络和几何平均优化的粒子滤波(LSTM-GMOPF)的谐波减速器剩余寿命预测方法。谐波减速器退化特性难以通过单一时频域指标表征,在基于局部均值分解的振动信号处理的基础上,利用LSTM获取多个时频域指标关系,实现信号特征与退化状态之间的映射;考虑裂纹扩展速率的差异性,基于Paris及Foreman模型构建了谐波减速器前中后3个退化模型状态方程;为缓解粒子权值退化问题,引入双适应度指标,提出了基于GMOPF的状态方程参数更新迭代方法。通过谐波减速器加速寿命试验验证了方法的有效性,对比目前流行方法预测准确性最大提高了16.2%,为谐波减速器可靠性设计提供依据。

摘要：针对国内外农机装备智能化发展及设备物联远程网控需求,基于ISO11783系列标准,提出并设计了联合收获机智能CAN总线方案及其应用系统。根据联合收获机的作业特点和智能控制需求,建立了由动力CAN总线、设备管理CAN总线、专用设备CAN总线1和专用设备CAN总线2组成的模块化、可扩展的智能农机CAN总线网络结构。基于ISO11783CAN总线应用层协议标准,制定了智能化联合收获机远程网控通信协议。最后,进行了联合收获机CAN总线应用系统网络负载和实时性的通信试验及工程应用试验验证。试验结果表明,在500kb/s波特率下,所有总线的负载率均小于30%,数据在3层CAN总线之间传输总延时小于1ms,满足联合收获机智能远程网控CAN总线系统的设计要求。

摘要：为了针对产品创新设计中的矛盾问题寻求最佳设计方案,提出一种可拓设计理论方法,该方法集理论、实践、科学、哲学和方法论为一体,具有设计目标清晰、冲突消解过程有序、方案输出结果满意等特点。通过分析比较发明问题解决理论、基于规则/实例推理、约束松弛、协商、回溯、可拓设计等常用于产品创新设计过程中的冲突问题消解方法,论述了可拓设计方法最大的特色在于模型化、形式化、定性与定量相结合,是一种智能化处理设计对象、设计系统的现代设计方法;系统介绍了可拓学和可拓设计的形成及相互关系、可拓设计的研究方法和设计原理,对可拓设计各步骤环节的研究现状进行了综述,论述了目前存在的不足及今后的发展方向与思路;阐述了可拓设计方法及其计算机实现的策略生成系统,对几种典型的可拓设计软件系统做了简要介绍;最后对全文进行总结,展望了今后的研究目标及需要解决的研究难点。

摘要：提出了一种具有自由悬浮敏感膜和带孔铜底板的硅微机械电容式麦克风。采用低压化学汽相淀积工艺制作而成的复合敏感膜一端固定于硅基,其余部分处于自由悬浮状态,可以释放敏感膜的内应力。底板采用铜电镀技术制作,底板上呈蜂窝状分布的圆形通气孔用来调节敏感膜与底板间的空气压膜阻尼。仿真计算表明在5V偏置电压下麦克风灵敏度为10.62mV/Pa,工作稳定最大电压为9.7V,工作频率带宽为0～10.57kHz。分析结果表明该微机械麦克风能满足市场需求。

摘要：针对固-液两相软性磨粒流加工中随着磨粒流温度的升高而导致流体黏度下降,进而导致湍动能和动压力分布不均匀的问题,提出一种新型的加工方法,即通过改变流速来补偿温度变化对湍动能和动压力的影响。基于对加工机理的研究,认为湍动能和动压力分别影响加工表面的加工纹理和材料去除率,确定了一种评价湍流形态的标准。对同一速度下不同温度时的湍动能和动压力的大小分布进行对比,研究了温度对湍动能和动压力大小和分布的影响;对同一温度下不同速度时的湍动能和动压力的大小分布进行对比,研究了速度对湍动能和动压力大小和分布的影响。通过大量仿真求得了9个不同温度下的最优温度,并作出了温度-速度曲线,为以后的湍流调控和自动控制系统的设计提供参考。实验结果表明,调速后工件表面的加工均匀度有明显的提升。

摘要：依据非晶合金薄膜生长对铜衬底的超光滑和低损伤要求,通过采用蓝宝石替代物实现进行式机械研磨。数值模拟结果表明能有效降低铜衬底的表面应力,试验测试表明替代物蓝宝石基片能有效地改善Rt值分布;通过设计开发动压浮离抛光基盘,利用液动压效应使得抛光时铜衬底与磨粒之间呈软性接触状态,改善了抛光的润滑状态。综合采用纳米压痕、NT9800白光干涉仪、透射电镜分析铜衬底表面及亚表层特性,测试分析结果表明,制备的铜衬底表面粗糙度Ra0.37 nm、Rt4.94 nm,亚表层材质致密均匀,亚表面晶格分布有序,晶格间的距离较一致,采用进行式机械研磨和动压浮离抛光方法对铜衬底实现了低损伤超光滑制备。

摘要：半导体激光器及其工业应用是激光领域研究与发展的热点,国内大功率半导体激光器的发展已经取得了较大进展,但基于国产大功率半导体直接输出激光器的自动化加工装备研究较少。研制了国产大功率半导体直接输出激光加工系统,开发了基于DSP的嵌入式激光加工过程检测与控制系统,设计了用于该系统闭环温度控制的模糊控制算法,并取得了良好的温度控制效果。基于该平台开展了激光宽带相变硬化实验,实验表明:在温度控制模式下,相变硬化层深度和硬度的一致性要优于恒定功率模式。