摘要：针对电液位置伺服系统的不确定性与输入饱和问题,提出自适应抗饱和控制策略。建立阀控缸系统的数学模型;在基于反步法的设计框架下,将输入饱和导致的跟踪误差加入到李亚普诺夫函数当中,并根据该李亚普诺夫函数设计控制器。通过使李亚普诺夫函数渐近稳定,使得系统跟踪误差收敛于零。针对系统模型中的不确定参数,通过自适应算法对其进行迭代更新,以保证控制器的有效性。以跟踪误差最小为目标函数,采用粒子群搜索算法优化控制器的4个参数。结果表明:加入抗饱和时的控制信号比未考虑输入饱和时的控制信号的幅值明显减小,消除了输入饱和现象;在参数不确定和输入饱和情况下液压缸活塞的最大跟踪误差仅为5.8×10^(-6)mm,相对无抗饱和算法时的跟踪误差有了大幅减小。

摘要：针对个体差异普遍存在于产品性能退化过程中,而当前基于退化模型的优化设计普遍没有考虑产品个体差异的问题,提出一种具有随机效应维纳过程的步进应力加速退化试验优化设计方法.基于累积失效原理,建立考虑个体差异的多应力步进加速退化模型.在给定测量间隔的前提下,以总试验时间和加速应力为限制条件,通过最小化正常使用应力条件下寿命分布的p分位寿命渐近方差,对试验应力水平设置、各应力水平下的测量次数进行优化.通过LED灯双应力步进加速退化试验优化设计案例,验证所提出方法的有效性.对最优试验方案进行参数敏感性分析,所得结果表明,当参数在小范围变动时最优试验方案具有非常好的鲁棒性.

摘要：根据给定的并联机构末端执行器的任务要求,在其结构参数优化设计中,为保证各分支运动学传递性能相对均较优,利用离差的性质,定义了局域和全域运动(速度)、力及功率分配性能指标,以此反映各分支共同承担负载要求的能力。对于单驱动分支功率输出,探讨了速度和力两个可变的物理量对功率的作用大小,并定义了运动、力作用系数,以此对机构的工作空间进行了分析。最后以用作姿态调整部件的3-RPS空间并联机构为例,对上述指标进行了详细的求解,在改进的设计空间中叠加性能图谱,优化了机构的结构参数尺寸,同时求出了相应的工作空间。

摘要：当液体静压导轨的油腔产生周期性位移扰动时,导轨必然受到影响而随之产生被动振动。以油腔位移扰动下的液体静压导轨为对象,分别建立了闭式、开式静压导轨的被动振动模型,推导了静压导轨系统的油膜刚度、阻尼系数。从理论上分析了导轨设计参数对系统的固有频率、幅值的影响。以闭式液体静压导轨为范例,对导轨系统的固有频率、幅值放大系数进行了分析,结果表明:调整油腔压力,油膜厚度可以改变系统的固有频率;在位移干扰下,导轨被动振动的幅值放大系数基本不受油腔压力、油膜厚度、油液温度的影响,主要取决于油腔位移扰动。所做的研究详细分析了工程实际中油腔位移干扰下液体静压导轨的被动振动,为工程中降低导轨振动、提高加工精度而提供了参考依据。

摘要：为实现大型精密装备的长途快速运输,保证运输过程中装备的安全性,在运输车鹅颈部分设计一套减振缓冲装置,可以在行车方向和垂直方向上有效减少装备的振动;在运输车中车架和后车架部分的连接处设计一种限高定位减振装置,不仅能够保证运输过程中车架的离地高度,而且能够有效地降低中车架部分的振动;运输车的后车架部分采用空气悬挂结构,该机构在行车方向和垂直方向上均有很好的减振缓冲性能。建立整个运输车的力学模型和数学模型,在不同工况下进行振动仿真分析和试验研究,证明了减振缓冲装置的可行性和实用性,能够有效地保障大型精密装备在运输过程中的安全性,对运输车减振缓冲性能的研究具有指导作用和经济实用价值。

摘要：由于大型采煤设备重量重、自行速度慢等特点的限制和井下巷道空间分布的约束,井下辅助运输设备在设计时应具有灵活的转向性能、较小的转弯半径和良好的复杂路面通过性。针对上述问题,研发适用于巷道复杂环境的分体式重载运输车,并对分体车转向系统进行协调与跟随控制研究。针对具有多自驱式子模块的分体车,构建转向数学模型,给出姿态识别和轨迹规划的实现方法,得出基于任意道路路径和车速的跟随控制的纠偏航向角及轨迹跟踪误差消除的多车模糊控制策略。搭建分体车协调转向试验平台,通过转向轨迹跟踪试验、直行偏差消除试验和避障试验,验证控制策略的可行性,经现场实车试验满足工况要求。研究结果对大型巷道辅助运输设备转向系统及其控制规律的研究与设计具有指导意义。

摘要：气液混合流体的体积弹性模量是流体本身的物理性质,直接影响流体传动的准确性、快速性和稳定性。建立准确的气液混合流体体积弹性模量理论模型是实现流体机械设计和优化的基础,具有重要的理论和工程应用价值。通过分析流体空化演变过程,在亨利定律的基础上,运用五次多项式法建立流体内气相组分含量与压力间的数学模型,推导出气液混合流体体积弹性模量理论模型(Model1)。结合物理试验样本数据,选取三种流体体积弹性模量理论模型与Model1的计算结果进行对比,并分析初始含气量和流体压力对气液混合流体体积弹性模量的影响规律。研究结果表明:Wylie与Nykanen模型在等温条件下的体积弹性模量差别很小,在全压力范围内的体积弹性模量均比较接近;Ruan模型在高压区的体积模量预测结果偏大,而在低压区与Wylie模型比较接近;所建立的Model1模型的体积弹性模量预测结果与物理试验实测点更接近,且在考虑低压区流体呈现气态特性的基础上,给出了更加准确的低压区气液混合流体体积弹性模量预测方法。本项研究可为建立准确的气液混合流体体积弹性模量理论模型提供参考。

摘要：油箱小型化是实现移动液压装备轻量化的迫切需求和有效手段。为提高小型化液压油箱除杂、除气和稳流的基本性能,给出一种小型化迷宫液压油箱结构并结合欧拉-欧拉模型和欧拉-拉格朗日模型等评价其基本性能。首先,阐述迷宫油箱的整体结构与功能区设计;其次,为达到最佳的除杂效果,通过数值模拟方法对迷宫油箱中的关键结构参数如油箱回油管深度和稳流区上壁面倾斜角度进行讨论分析;最终,基于气-液、固-液两相流和油液单相仿真结果给出迷宫油箱和传统油箱的除杂、除气和稳流性能对比。相较于传统油箱,在相同流量、体积且无过滤装置的前提下,小型化迷宫液压油箱除杂和除气性能提升显著,如对直径250μm金属颗粒的去除效率达到89%,对直径500μm气泡的去除效率达到68%。此外,迷宫油箱对稳流性能有很大提升,但在液压系统启动时存在短暂自由液面波动情况。小型化迷宫液压油箱的建模和性能分析为油箱小型化设计和性能提升提供理论指导。

摘要：表面上简单、紧凑的魔方机构,实际上却可以实现着运动的千变万化,这种奇妙的模型远超出了传统机构学的概念和设计方法。以经典三阶立方体魔方为对象,从建立魔方机构的运动简图为突破口探索魔方世界中的机构学问题。分析魔方机构中的构件和运动副,提出了两种新的运动副以描述魔方在运动过程中构件间的连接在可动与相对固定之间切换的问题;提出了正位状态和非正位状态的概念,表达魔方机构在转动过程中构态的变化,用机构拓扑图分别描述该两种构态下构件间的连接关系,采用邻接矩阵反映构件间的位置关系和拓扑特征,从而将魔方机构的图表达转换为数学表达的方法。为将复杂的魔方机构模块化,采取对魔方整体的约束关系进行内外划分并提取魔方运动单元机构的方法,结合抽离出的单元机构子邻接矩阵,以第一卦限单元机构为例,分别建立了正位和非正位状态时外部环路魔方机构的运动简图。研究工作为非传统、变拓扑、多构态、多环路机构的结构分析提供参考,为魔方机构后续的自由度分析与运动特性分析提供模型。

摘要：针对电机泵驱动的泵控缸伺服系统随工况变化而存在参数摄动和负载扰动的问题,提出一种改进自适应反推滑模控制策略。由于该泵控缸数学模型中控制量前具有在零点非连续不可导函数sgn(u),通过等效变换实现了对系统模型化简,有效解决了控制器设计过程中部分函数不可导的难题。采用积分滑模与反推法相结合的复合控制策略,有效地削弱参数慢时变和负载力扰动的不良影响,并通过选取合适的Lyapunov函数,保证了整个系统的渐近稳定性。仿真结果表明,该控制策略具有良好的动静态性能和强鲁棒性。