摘要：针对高机动救援车辆提出一种主动悬挂系统控制策略——基于集合卡尔曼滤波技术的模型预测控制策略(EnKF-MPC)。首先,对高机动救援车辆主动悬挂系统进行动力学建模,通过集合卡尔曼滤波技术完成车辆动力学系统和车载组合导航系统的数据融合,实现车辆位姿信息的精确估计;针对组合导航系统垂向位移误差较大的问题,设计了点云匹配算法,完成车辆垂向位移信息的精确评估。其次,提出了模型预测控制策略,将集合卡尔曼滤波算法得到的车辆位姿信息和车载雷达系统获取的道路信息作为系统输入对车辆主动悬挂系统进行实时控制。最后,进行了实车验证,结果表明,提出的车辆位姿估计算法垂向位移误差为±3.100 cm,俯仰角误差为±0.175°,侧倾角误差为±0.210°。相比于被动悬挂,提出的主动悬挂控制方法垂向位移均方根平均值降低37%,俯仰角度均方根平均值降低35%,侧倾角度均方根平均值降低35%,显著提升了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。

摘要：针对某航空发动机高温合金GH3044薄壁管凸环零件的成形难题,采用固体颗粒介质成形(SGMF)工艺,基于管材成形过程的塑性力学分析和有限元数值仿真,优化工艺方案,设计并制造模具,试制合格零件。采用有限元软件ABABQUS平台下的Drucker-Prager模型描述固体颗粒介质所特有的离散性摩擦材料特征,建立成形工艺有限元数值仿真模型、优化管端轴向进给力和介质成形力的匹配关系,得到轴向进给力对零件减薄率、壁厚差以及型面轮廓的影响规律。采用水平分模和弹性进给式模具结构,在单动压力机上实现了合模、轴向进给及介质加载等多动作压制功能。

摘要：针对现有电伺服作动器在负载回落阶段负载势能被浪费的问题,提出了基于能量回收的新型电伺服作动器的实现方案。该方案通过与传动系统并联的蓄能器来回收负载回落时耗散的势能,在负载举升时将其用于提供辅助推力。结合功率键合图理论引入了一种复杂能域下的机械系统动态能耗分析方法,建立了新型电伺服作动器的动态能耗模型,并进行了对比仿真实验。结果表明,所设计的电伺服作动器使得系统响应时间缩短了约36.9%,所需的电机启动转矩降低了约43.3%;在举升负载时的能耗降低了约31%,在负载回落时能够回收36%的势能;在工作过程中滚珠螺旋副的承载大大降低,有助于减少摩擦热、延长丝杠的使用寿命。

摘要：利用汽车制动防抱死系统(Anti-lock braking system,ABS)轮速传感器脉冲信号设计的间接式轮胎气压检测系统(Indirect tire pressure monitoring system,TPMS)监测轮胎气压,只能局限于汽车在直线行驶或接近直线行驶时。因此,现有的TPMS在转弯行驶工况下间接式TPMS是失效的。在汽车直行时标准脉冲数比较法间接监测轮胎气压的基础上,对汽车转弯工况下各车轮标准脉冲数的特点进行深入研究,建立汽车转弯行驶时的运动学模型,利用模型中各车轮转弯半径之间的关系,推导出由各轮标准脉冲数相对差值计算各车轮转弯半径的计算公式,用计算转弯半径对各车轮行驶的距离进行修正,将转弯行驶等效为直线行驶,实现了间接式TPMS在转弯工况下监测轮胎气压的功能。用该方法制作的TPMS样品经实车道路试验,监测效果良好。给出汽车在弯道行驶时监测轮胎气压的方法,扩充了间接式TPMS检测轮胎气压的适用工况,对开发间接式TPMS产品具有理论和指导意义。

摘要：利用CT数据处理技术与夹持工艺进行头盖骨钛网补片数字化设计与制备是一种新的设计制造方法。以典型的超大面积头盖骨缺损患者为研究对象,首先将病人头部的CT断层数据按照医学图像切割方法进行骨骼与头皮、脑组织的图像边缘切割,运用配准方法将切割出的头盖骨断层图像进行配准,并应用三维可视化技术实现患者头盖骨数学模型的重构。然后在此基础上,使用薄板样条插值技术按照头盖骨健康侧曲面延展过渡得到头盖骨补片的数学模型。最后,根据头盖骨补片的数学模型设计出头盖骨补片冲压成形所用的凸凹模具,并加工出所需的头盖骨钛网补片。该技术解决了头盖骨补片制备中存在的加工精度低、制作成本高、周期长等问题,同时提高了补片与缺损边缘的贴合精度。

摘要：针对含有未知路面输入的二自由度1/4车辆主动悬架系统高度控制问题,提出一种事件触发自适应神经渐近跟踪控制方案。利用径向基函数神经网络对未知模型动力学和虚拟控制律导数构成的综合不确定项进行逼近,采用最小学习参数化技术对神经网络权重进行压缩,设计单参数自适应律。在控制律和自适应律中构造积分有界函数,以保证跟踪误差的渐近收敛。设计控制器至执行器通道上的事件触发控制律,构造一种变量阈值的事件触发条件。通过Lyapunov直接法和Barbalat引理证明闭环系统的渐近稳定性。最后,通过仿真验证方案的优越性。

摘要：为了准确预测驾驶人的制动反应时间,建立了考虑差异化驾驶人特性的制动反应时间预测模型。以多种次任务驾驶行为作为差异化驾驶人特性的诱导因素设计了试验,在封闭的城市道路展开了实车试验并采集了制动反应时间数据,以自报式信息采集法获取了受试者的多维度驾驶特性变量数据,使用结构方程模型解构制动反应时间的影响因素并以路径系数优化BP神经网络权值,建立了基于SEM-BP神经网络的驾驶人制动反应时间预测模型。验证和测试结果表明,所提出的制动反应时间预测模型总体的回归R值大于0.9,总误差为0.0324,有更好的预测精度和拟合性能,能够在考虑驾驶人多维度特性的同时降低网络收敛不稳定导致鲁棒性差的问题。

摘要：为解决牵引挂车由于结构复杂、盲区范围大等因素造成的人工泊车困难,提出了一种适用于牵引挂车单步式垂直泊车的路径规划与运动控制方法。在规划阶段,提出以铰接角作为挂车最大虚拟转向角来计算最小转弯半径,考虑其在泊车过程中的碰撞约束,选定可行起始点区域,利用B样条曲线规划出一条无碰撞的参考路径。运动控制阶段,建立以挂车后轴中心为研究对象的运动学模型,设计基于该运动学模型的模型预测控制器,针对该控制器提出了一种参考信息选取原则。最后,利用Simulink与TruckSim针对不同泊车起始点与不同车位尺寸进行仿真分析,结果表明:所提出的路径规划方法使牵引挂车的泊车起始点为可行起始区域内的任意值,扩大了起泊点的可选范围;车辆可无碰撞地泊入垂直车位且具有较小的跟踪误差,证明所设计的控制器具有良好的控制效果。

摘要：针对超高压大流量比例插装阀测试技术问题,以DN130位移随动式超高压大流量二通比例插装阀为对象,考虑该阀测试需针对超高压(70 MPa)、大流量(8000 L/min)的特殊工作要求,设计了超高压试验台和高压大流量试验台。根据行业测试标准制定耐压特性和动静态特性测试方法,试验台流量无法满足测试需求时,采用基于模型的仿真预测方法进行性能检测。试验结果表明了该阀具有良好的耐压性能、流量增益特性、滞环特性、线性度特性、重复精度特性以及动态特性,为超高压大流量比例插装阀的设计测试提供了工程基础。

摘要：针对实现变冲程发动机工作模式及配气定时切换的问题,根据其工作原理,利用计算与仿真手段,设计了配气切换机构的凸轮廓线和切换机构的结构,验证了凸轮的运动学和动力学特性,在某单缸四冲程发动机配气机构的基础上,开发出了一种变冲程发动机配气切换机构,经加工成型及装机试验,结果表明切换机构工作良好。