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  • 2021年第49卷第10期文章目次
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    • 动态场景下基于背景补偿的移动机器人定位研究

      2021, 49(10):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.001 CSTR:

      摘要 (23) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对室内移动机器人在动态环境下不能准确估计位姿的问题,提出一种结合帧差法和背景补偿的RGB_D视觉同步定位与建图方法。利用ORB方法进行特征点检测和匹配,然后利用LK光流法部分消除动态物体对全局运动估计的影响并进行背景补偿,最后使用帧差法得到动态目标,在位姿估计中去除动态目标上的特征点,加上形态学腐蚀和膨胀运算去除噪声对提取目标过程的影响。在TUM数据集下的实验表明,提出的方法可以有效提高定位精度,减少动态物体的影响。

    • 恒载变速工况下液压马达瞬时转速波动与系统效率关联性实验研究

      2021, 49(10):6-9. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.002 CSTR:

      摘要 (27) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究恒载、变速工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率之间的变化关系,采用实验验证的方法,在变转速液压实验台中通过在LabVIEW软件中改变电机转速、设定恒定的磁粉制动器加载电压模拟工况,采集、分析恒定载荷条件下液压马达转速斜坡、正弦、阶跃变化时液压马达转速波动、液压系统效率、压力的变化曲线。实验结果表明:液压马达瞬时转速波动与液压系统效率具有关联性,转速越高,液压马达转速波动越小,液压系统效率越高;反之,变化情况相反。转速的变化会引起系统压力小幅度的变化,变化趋势与转速、系统效率相同,与转速波动相反。此研究为液压系统在恒定的负载工况条件下选择合适的液压马达转速范围、减小转速波动、提高液压系统效率提供了参考和借鉴。

    • 基于优化RBF神经网络挤出机温度压力系统辨识

      2021, 49(10):10-14. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.003 CSTR:

      摘要 (19) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了精确在线辨识橡胶复合挤出机控制过程中主要干扰变量与内部耦合关系,更好地实现对挤出机温度压力耦合系统的精准控制,采用RBF神经网络进行系统辨识研究,同时结合PSO算法引入GA算法中编码、杂交、交叉、变异等概念,设计了混合型PSO算法进一步优化RBF神经网络,完成对温度压力耦合系统的精准在线辨识。借助MATLAB软件进行神经网络训练,辨识系统耦合关系,同时与混合型PSO算法优化神经网络权值所辨识的效果进行对比。试验结果表明:采用混合型PSO算法优化RBF神经网络训练效果更佳,可以实现RBF神经网络高精度系统辨识;混合型PSO算法优化RBF神经网络应用于挤出机温度压力控制系统辨识,可以在一定程度上提升系统的辨识精度以及挤出机械的智能化水平。

    • 改进PSO算法优化交流伺服系统PID参数研究

      2021, 49(10):15-19. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.004 CSTR:

      摘要 (26) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:伺服系统PID控制参数的优化整定对系统可靠性和稳定性有着重要意义,而传统整定方式下参数优化整定时间较长、效果不佳、反应较慢。为了解决以上问题,提出一种优化交流伺服系统参数的控制方法。基于改进PSO算法实现惯性权重和学习因子随迭代次数的改变自适应调整,引入适应度函数快速优化整定PID控制器参数。利用MATLAB分别对基于遗传算法(GA)、量子遗传算法(QGA)、粒子群算法(PSO)的伺服系统PID参数整定进行仿真实验及对比分析。通过实验测试基于改进PSO算法和GA算法的PID控制器对伺服系统稳定性的影响。结果表明:利用改进PSO算法对PID参数进行优化整定,使得伺服系统具有鲁棒性强、稳定性高、超调量小等优点。

    • 精密数控机床移动轴误差综合建模

      2021, 49(10):20-25. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.005 CSTR:

      摘要 (20) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究精密数控机床的加工精度,针对以气浮平台和旋转平台为主要方式的四轴抛光平台进行了几何与热的综合误差建模,利用XL-80激光干涉仪、PT100温度传感器及XSR90彩色无纸记入仪等仪器对X、Z轴的温度、定位误差进行测量、记录。分析精密数控机床移动轴的定位误差与温度之间的规律。运用切比雪夫多项式及最小二乘法分别建立X、Z轴几何误差模型和热误差模型,两模型进行叠加得到机床X、Z轴的综合定位误差模型,依据模型分别计算出X、Z轴定位误差拟合值,与实验测量值进行对比。结果表明:建立的模型具有预测精度高、鲁棒性好的特点。

    • 立式加工中心机床立柱的力学分析

      2021, 49(10):26-32. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.006 CSTR:

      摘要 (28) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用结合面理论对立式加工中心机床立柱进行受力分析。将立柱与机床其他部件的结合部区分为固定结合面和运动结合面。固定结合面具有较大的接触刚度,无需考虑其受力及变形,将结合面上的正压力简化为均布力,结合机床主要机械加工工序,将切削力简化为3个正交分力和绕主轴轴线的旋转力矩。以固定结合面受载后无相对运动为准则,分析螺纹连接件的工作载荷与结合面上的均布载荷。针对立柱与滑鞍构成的运动导轨结合面,根据结合面压力理论,将结合面的变形及正压力处理成沿结合面的线性函数,建立平衡条件,得到主副导轨结合面不同部位载荷分布函数。

    • 车辆减振器油的宽温度范围物理特性研究

      2021, 49(10):33-37. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.007 CSTR:

      摘要 (41) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从理论高度揭示车辆液压减振器的低温阻尼性能,并促进具有良好低温适应性减振器油的研制,以两种高铁减振器油为研究对象,先对其进行了在-50~80 ℃宽温度范围内物理特性的测试,分析了利用常规理论公式计算物理特性时的误差及其局限性;提出一种新型密度-温度理论计算公式和一种由改进Vogel公式描述的黏度-温度理论计算公式,并基于对实验数据在不同温度分段内的拟合,分别获得了这两个理论公式的方程系数。理论计算结果与实验结果对比表明:新型密度-温度理论计算公式的相对误差小于1.4%,改进Vogel公式的相对误差小于6%,因此,所提出的新型理论模型适合于描述减振器油在宽温度范围内的物理特性。

    • 基于ANSYS柱塞副配合间隙的仿真分析与试验验证

      2021, 49(10):38-42. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.008 CSTR:

      摘要 (29) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:挖掘机用斜盘式轴向柱塞泵经常出现柱塞“卡死”的现象,造成柱塞泵滑靴脱落,回程盘碎裂,使泵无法工作。为解决此问题,需研究柱塞与缸体的最佳配合间隙值。以排量112 mL/r的柱塞泵为例,利用ANSYS-Workbench软件对不同柱塞副间隙值的柱塞与缸体的压力变形、热变形和热力耦合变形进行仿真分析,研究不同的柱塞副间隙值对泵的容积效率的影响。通过分析提出柱塞与缸孔间隙的建议取值,通过试验验证,泵不会造成“卡死”现象,同时其容积效率可以达到96%~97%。此研究对不同斜盘式轴向柱塞泵柱塞副最佳间隙的选择提供了参考。

    • 连接副摩擦因数对高强度螺栓强度的影响分析与试验研究

      2021, 49(10):43-47. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.009 CSTR:

      摘要 (28) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对高强螺栓连接副摩擦设计原理进行了描述,并以某大型风电机组M42螺栓为研究对象,采用有限元的方式对螺栓连接副施加不同的摩擦因数,计算出不同摩擦因数下螺栓的应力,并采用试验的方式对该部位连接副的摩擦因数进行测试。结果表明:连接副摩擦因数对螺栓应力影响非常大,而实测的摩擦因数与常规设计摩擦因数之间存在很大的偏差,如果按照常规设计摩擦因数进行设计,系统会变得非常庞大,成本大大增加。这些研究为螺栓连接的精细化及系统降本提供了参考。

    • 某型高速加工用ISO20刀柄焊缝疲劳性能试验研究

      2021, 49(10):48-51. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.010 CSTR:

      摘要 (22) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:刀柄是高速工具系统的核心部件,其性能的优劣直接影响到刀具系统的可靠性。刀体与变幅杆之间的焊缝是刀柄的薄弱环节,容易发生疲劳失效。为了研究某型高速加工用ISO20刀柄焊缝的疲劳性能,通过常规试验方法对ISO20刀柄焊接试样进行了拉压疲劳试验。结果表明:随着最大加载载荷的降低,ISO20刀柄焊接处的疲劳寿命明显增长;当最大循环载荷降至0.15Fb时,疲劳寿命超过200万次;ISO20刀柄焊缝在应力比R=-1条件下,ΔF-N曲线的方程为lgN=11.732-5.156lgΔF。

    • 基于混合控制的无凸轮发动机气门电液执行机构跟踪误差研究

      2021, 49(10):52-55. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.011 CSTR:

      摘要 (20) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低发动机气门运动位移输出误差,设计一种新的发动机气门电液执行机构。创建电液执行机构原理简图,对压电制动器和机械伺服系统进行分析。给出了电液执行机构的电路控制数学表达式,建立了液压驱动机构流量方程式。引用单一PID控制方法并进行改进,设计了串联PI-PID-PI混合控制方法。采用MATLAB软件对发动机气门运动位移和压电位移输出误差进行仿真,并且与单一PID控制方法进行对比和分析。结果表明:采用单一PID控制方法,气门运动位移和压电位移输出误差在10%以内,误差变化幅度较大;采用串联PI-PID-PI混合控制方法,气门运动位移和压电位移输出误差在5%以内,误差变化幅度较小。采用串联PI-PID-PI混合控制方法,控制系统反应速度较快,能够提高发动机气门运动位移控制精度,改善气门运动特性,效果较好。

    • 基于神经网络PID控制的液静压轴承等膜厚度研究

      2021, 49(10):56-59. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.012 CSTR:

      摘要 (23) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对液静压轴承外部负载改变时、油膜厚度发生变化、从而出现轴承的承载力及阻尼性降低的问题,设计等油膜厚度的主动式控制方法。以比例压力阀作为压力补偿元件,控制回路以供油压力、工作台位移、油腔流量及工作压力作为回馈。计算保持稳态补偿膜厚差所需的供压压力差值作为压力阀的PID控制参数值,再结合类神经网络经训练参数找出最佳PID控制器参数,进行位移补偿控制,达到稳态等膜厚控制。实验结果表明,神经网络PID控制器比其他神经网络控制器具有更快的暂态振荡收敛,并迅速达到等膜厚的目标。

    • 电液伺服泵控轮胎硫化机加压缸压力控制研究

      2021, 49(10):60-64. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.013 CSTR:

      摘要 (31) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一款165.1 cm(65英寸)轮胎硫化机的工艺特点,采用电液伺服直驱泵控液压系统控制其合模加压和保压环节时的加压缸压力。建立交流伺服电机泵控缸压力控制数学模型,输入相应硫化机及其液压系统的参数,模拟得到压力控制的响应曲线。利用该款硫化机的液压站加压缸进行压力控制实验,分析该系统的超调量、稳态误差和响应时间等相关参数。实验结果表明:加压缸压力控制系统具有良好的动态性能、准确性和稳定性,满足硫化机合模加压和保压的工艺需求。

    • 一种数控布带缠绕机系统研制

      2021, 49(10):65-70. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.014 CSTR:

      摘要 (25) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对预浸布带缠绕成型工艺的要求,在传统卧式数控车床基础上设计了一种新型数控布带缠绕机。根据缠绕工艺要求,研究数控布带缠绕机的机械结构;基于华中8型数控系统设计了驱动控制系统;结合三菱PLC、触摸屏等开发了车间现场交互控制系统;构建了上位机采集监测系统,采用FTP协议实现了上位机与数控系统间G代码文件的上传下载;利用Modbus协议实现了PLC状态数据的实时采集。通过运行测试,验证了该系统加工效率高、扩展性能好,具有较高工程应用价值。

    • 大口径非球面光学元件测量调心调平工作台系统研究

      2021, 49(10):71-75. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.015 CSTR:

      摘要 (38) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为避免大口径高精度非球面光学元件在进行离线测量时存在位姿误差,提出一种精密调心调平工作台设计方案,解决了非球面镜在离线测量时因装卡不当造成的X、Y、Z方向偏差的问题。通过分析转台与非球面在空间6个自由度上存在的相对位姿误差,并以最小二乘法为基础数学理论、模型参数评估为导向,建立基于最小二乘法的优化模型。结果表明:该模型在校正上述误差源上具有极高的精度,验证了所提出的精密调心调平工作台可作为一个独立附件来改善大口径非球面光学元件的加工与测量环境,提高磨削加工精度。

    • 熔融沉积成型自适应柱状支撑算法设计与研究

      2021, 49(10):76-80. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.016 CSTR:

      摘要 (19) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:熔融沉积成型加工制件形状通常较为复杂,一般包含大倾角或悬空区域,机床直接打印会出现塌陷变形,影响制件加工质量,因此需准确识别模型薄弱区域并为其添加支撑结构。依据面片倾角筛选危险三角面片,采用种子扩散法建立独立的支撑区域,在支撑区域内自适应散布支撑点;通过切片轮廓信息简化支撑路径的生成算法,自适应选取最优支撑路径;通过机床打印试验获取算法中可调参数,使用自适应柱状支撑算法和Slic3r的支撑算法处理多个模型。结果表明:自适应柱状支撑算法能减少支撑耗材和运算时间。

    • 机器人移动平台二次调节电液驱动及智能控制系统的设计

      2021, 49(10):81-84. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.017 CSTR:

      摘要 (31) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将二次调节静液传动技术应用到大负载机器人移动平台中,设计了移动平台二次调节电液驱动系统的3种结构。采用智能防倾覆技术、基于CAN总线的通信和控制技术、路径规划及主动避障技术、多传感器信息融合技术等,设计了移动平台的智能控制系统,可实现移动平台的自主控制、自主导航和自主定位,及能量的回收与再利用,减少了移动平台的装机功率。该移动平台适合在野外高速、大负载的工况下工作,承载大、牵引能力强。

    • 高频感应重熔智能运控系统的研究与应用

      2021, 49(10):85-89. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.018 CSTR:

      摘要 (31) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决传统感应加热设备因缺少智能运控系统而导致的重熔涂层质量不稳定的难题,对高频感应重熔智能运控系统的结构与组成、运行模式等进行设计,实现了对高频感应重熔集成装置的智能跟踪可控功能。通过该系统制备了NF201镍基自熔性合金粉末重熔涂层,并与等离子喷焊技术制备的涂层进行微观组织与硬度对比分析。结果表明:相对于等离子喷焊涂层,采用高频感应重熔智能运控系统制备的重熔涂层具有更优异的组织结构和力学性能,其微观组织更为致密细腻,孔隙率及缺陷尺寸较小,硬度较高,硬度极差较小,从而验证了此智能运控系统能够有效提升感应重熔涂层的质量。

    • 基于柔性夹具的四倍速机械手的设计与应用

      2021, 49(10):90-93. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.019 CSTR:

      摘要 (24) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对冲压行业机械手夹具功能单一、更换麻烦、难以适应产品多变的工况,以及工业机器人运动范围有限,而普通机械手效率低等缺陷,使用SolidWorks设计一款基于柔性夹具的四倍速机械手;根据图纸对零部件进行加工和组装;最后对其进行动静态测试和生产使用性能分析。结果表明:该四倍速机械手不仅能满足柔性化生产线需求,运动范围广,还能提高生产效率。此外,采用伺服控制系统,还使机械手具备较高的上下料精度,行程可调,系统稳定性好。

    • 液压激振技术在铁路捣固装置上的运用与分析

      2021, 49(10):94-98. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.020 CSTR:

      摘要 (24) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据捣固车用捣固装置的特点,在明确捣固装置激振原理和可行方案的基础之上,针对可实现液压激振的几种方式进行深入研究和可行性分析,通过对比其激振原理、结构形式、可靠性、可行性等,最终选取伺服阀+伺服缸组合实现液压激振的方案设计。基于伺服阀+伺服缸总体方案以及捣固装置振动要求的参数,对伺服液压激振驱动方案的设计选型、计算进行详细阐述。该设计方案为我国新型捣固装置的研发及应用提供了参考。

    • 基于组态王和PLC的双锯片抛光机控制系统设计

      2021, 49(10):99-102. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.021 CSTR:

      摘要 (20) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的大理石锯片抛光机采用手动控制,只能抛光一个锯片,效率低。针对上述问题,在改进的双锯片抛光机基础上,提出基于组态王和S7-200 PLC的双锯片抛光机控制系统设计方案,完成了PLC控制系统和组态王监控系统的开发。该控制系统可以实现双锯片抛光机的自动运行控制,PC与PLC 之间采用 PPI通信方式,可以实时监控设备运行状态,操作简单灵活,易于维护。经实际生产验证,该双锯片抛光机运行良好,生产效率比手动控制提高了55%。

    • 基于智能专家系统的超高强汽车板拆带全自动生产线开发

      2021, 49(10):103-107. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.022 CSTR:

      摘要 (16) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现超高强汽车板拆带生产线的全自动化,以镀锌产线入口的钢卷拆带作为控制对象,通过研究生产工艺,设计了一种全自动高强汽车板拆带生产线。详细阐述生产线的组成和工作流程、电气控制系统和软件系统设计方法。针对现场的复杂性和多变性,对生产过程中可能出现的各种故障建立智能诊断专家系统;采用贝叶斯判别方法进行智能诊断并报警。实践表明:所设计的生产线的平均拆带时间比传统人工平均拆带时间减小了3.3 min,提高了生产效率,具有较高的实际应用价值;现场安全记录显示该智能诊断专家系统运行正常,报警无误差,为及时处理设备故障、安全生产提供了保障。

    • 基于数控系统的桁架机械手并行控制器开发

      2021, 49(10):108-112. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.023 CSTR:

      摘要 (53) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在国家政策引导下,制造业正在进行转型升级改造,以实现数字化、网络化、智能化生产管理,达到减少劳动力、降低生产成本、提高产品质量等目的。在转型升级改造中,桁架机械手广泛应用于加工集成产线或单机上下料中以代替传统人工上下料方式。桁架机械手控制单元普遍采用外置,通过IO点方式与主机进行互联通信,这种方式稳定性差、成本高、连线调试和维护繁琐。提出一种基于数控系统的并行控制器PEXC,并开发内置数控系统桁架机械手并行控制模块。采用KBSS总线通信方式,并行控制机床加工和机械手上下料,解决连线、调试、维护繁琐,系统稳定性差,成本高等问题。所开发的桁架机械手控制模块已在实际应用中取得非常满意的效果。

    • 单自由度电磁式振动能量采集装置系统识别方法研究

      2021, 49(10):113-116. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.024 CSTR:

      摘要 (13) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对含有复杂非线性恢复力的单自由度电磁振动能量采集装置的系统辨识问题, 提出一种电压映射识别方法。 该方法能够在未知力学函数和电学函数具体形式的情况下,识别出采集系统的电磁机电耦合函数、等效电感函数、阻尼恢复力函数和弹性恢复力函数。利用含有五次多项式非线性恢复力的模型算例进行仿真验证,通过四阶龙格库塔法计算得到算例在简谐振动激励下随时间变化的响应;运用电压映射方法,成功识别了系统的电磁耦合函数、等效电感函数、刚度函数以及阻尼函数,与准确结果对比,识别结果具有良好的一致性。

    • 基于四配流窗口液压泵的液压飞轮蓄能器

      2021, 49(10):117-121. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.025 CSTR:

      摘要 (18) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高普通液压蓄能器的能量密度和检验四配流窗口液压泵样机在能量回收方面的性能,利用AMESim搭建液压飞轮蓄能器和四配流窗口轴向柱塞泵的物理仿真模型,并结合重物举升模型和液压挖掘机动臂升降的特性构建了相关的能量回收液压回路,求得变量泵排量与重物运动速度微分方程。通过重物静态升降工况的参数匹配,进一步分析了液压飞轮蓄能器的能量密度和能量回收效果。仿真结果表明:相同体积下的液压飞轮蓄能器和普通液压蓄能器相比,液压飞轮蓄能器在兼顾能量回收效率的同时提高了89.4%的储能密度;运用所求得的微分方程控制泵的斜盘倾角,减小了负载的抖动。

    • 基于Fluent的液压密封流体膜压力精确化研究

      2021, 49(10):122-129. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.026 CSTR:

      摘要 (35) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对液压密封,密封区域流体膜压力不等于密封压力而导致对油液泄漏量研究有误差和对密封圈密封性能的研究因素考虑不足的情况,从密封圈的密封机制出发研究流体膜压力。基于Fluent中的层流模型Laminar,建立密封圈受到油液压力时的流体膜模型,对密封圈在静密封和动密封2种密封形式下进行有限元分析,得出密封区域的精确压力分布。对比分析了泄漏量的理论计算结果以及用流体膜压力代替密封压力后的修正数值计算结果。结果表明:用流体膜压力代替密封压力计算得到的泄漏量更加准确,误差更小;流体膜压力受密封压力和活塞杆运动速度影响,泄漏量与密封件所受密封压力、活塞杆运动速度成正比,活塞杆运动速度对流体膜压力和泄漏量的影响更大。流体膜精确压力的获得为密封圈密封性能的研究提供了参考,为获得其准确的密封机制奠定了一定基础。

    • 基于ANSYS的压缩式垃圾车弧形车厢有限元分析

      2021, 49(10):130-135. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.027 CSTR:

      摘要 (18) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决压缩式垃圾车在实际工况下服役时出现的车厢焊缝开裂问题,设计一种弧形车厢的框架承力结构。采用Pro/E建立车厢的三维模型并通过ANSYS Workbench进行有限元静力学分析,得出其在垃圾装卸过程中的应力分布情况;进行模态分析,确定各阶振型下车厢的固有振动频率和最大形变位置;采用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法进行随机疲劳分析,确定新设计的车厢结构是否符合运行寿命期望。结果表明:在垃圾装卸过程中,改进后车厢的最大应力为300 MPa,导轨处不超过40 MPa,整体结构满足设计要求;随着振动频率的增加,车厢最大形变位置由顶板逐渐向边板再向底板转移;在行驶过程中,新设计的车厢结构能够满足实际工况下的运行寿命期望。

    • EHA作动器建模与仿真分析

      2021, 49(10):136-142. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.028 CSTR:

      摘要 (185) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:电静液作动器(EHA)能够实现故障安全,不存在机械卡死等,在大功率的场合功重比优势明显,因此可应用到飞机主舵面的伺服控制系统中。介绍EHA的组成、工作原理和功能组件的作用,详细推导了EHA伺服作动系统三环闭环控制情况下的数学模型,并在此基础上进行频域分析,设计伺服回路参数,在AMESim仿真平台上搭建了EHA伺服作动系统的仿真模型。利用推导的EHA数学建模方法可实现EHA作动伺服回路参数的设计,同时还可实现EHA作动器关键参数敏感度分析;利用给出的仿真分析方法可在EHA设计初期验证EHA伺服作动系统的性能,为作动器的实物设计提供理论基础。

    • 多孔型套筒阀流量数值仿真与试验研究

      2021, 49(10):143-145. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.029 CSTR:

      摘要 (28) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:按照调节阀流通能力的定义设定边界条件,利用FLUENT流体仿真软件对多孔型套筒阀进行数值模拟分析,仿真得到其流量特性。搭建了循环式多级并联调节阀流量试验平台,并对套筒阀进行检测,得到其流量特性曲线。通过对比试验数据、仿真数据以及标准直线流量特性曲线,可知测试阀仿真流量特性与试验值相吻合,误差在允许范围内,说明仿真数据和试验检测结果可靠。仿真数据和试验方法可为设计开发具有高精度流量特性的调节阀提供参考。

    • 基于自抗扰控制的电液比例位置同步控制仿真研究

      2021, 49(10):146-150. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.030 CSTR:

      摘要 (21) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:液压缸电液比例位置同步控制系统受自身及外部干扰等因素影响,导致两侧缸位置不同步。针对此问题,基于两侧缸位置同步控制试验平台,建立液压缸电液比例控制系统数学模型;基于“同等方式”和“主从方式”在工程应用上存在的缺陷,采用 “同等+主从”控制方式;设计自抗扰控制器,搭建两侧缸位置同步自抗扰控制仿真模型进行仿真研究,并与传统PID控制仿真结果进行比较。结果表明:采用自抗扰控制器能更有效地提高系统响应速度和抗干扰能力,减小系统同步误差。

    • 基于优化非线性控制的液压制动系统压力跟踪仿真研究

      2021, 49(10):151-155. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.031 CSTR:

      摘要 (25) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高车辆制动过程中控制系统的响应速度,设计车辆液压制动非线性PID控制优化系统,并对制动压力跟踪效果进行仿真。给出车辆液压制动系统平面图,分析车辆行驶和制动过程中液压系统的工作原理。采用数学模型对车辆液压制动系统进行简化,针对输入的不确定性设计了非线性PID控制系统。采用遗传算法对非线性PID控制系统进行优化,给出了液压制动非线性PID控制系统的优化流程。在不同初始状态和不同压力信号条件下,采用MATLAB软件对制动压力跟踪误差进行仿真,并与优化前的仿真结果进行对比和分析。结果表明:在非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较大,控制参数调整速度较慢;在遗传算法优化后的非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较小,控制参数调整速度较快。采用遗传算法优化非线性PID控制系统,可以提高整个系统的反应速度,获得良好的制动效果。

    • 一种电液伺服系统位置控制的模糊迭代控制策略

      2021, 49(10):156-159. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.032 CSTR:

      摘要 (21) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:控制电液伺服系统对期望位置进行准确的追踪,有利于提高工作安全性和工作效率。对此,提出了采用模糊迭代控制策略的电液伺服系统位置控制方法。通过分析电液伺服系统位置控制模型,得出液压伺服阀的动力学方程,计算液压缸中不同腔室内的压差值,求得活塞的动力学模型,获取液压缸对负载施加压力的动力学模型。利用T-S模型,采用IfThen规则,在模糊集合的基础上求得控制量方程。以位置误差为依据,构造参数因子的迭代控制率,以完成模糊迭代控制策略的设计。采用所提模糊迭代控制策略和干扰观测控制策略对阶跃和三角形期望位置进行追踪测试。测试结果显示:在对阶跃和三角形期望位置进行追踪时,所提方法比干扰观测控制策略在x方向上的最大追踪超调值分别减小了35.06%和39.45%,在y方向上的最大追踪超调值分别减小了32.55%和11.68%。所提方法具备较好的位置控制性能,可准确地追踪期望位置。

    • 基于AMESim的电液控制油缸建模与仿真

      2021, 49(10):160-163. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.033 CSTR:

      摘要 (19) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:简述了电液步进油缸的工作原理与设计特点。建立油缸的数学模型,利用 AMESim仿真软件建立该液压系统的仿真模型。研究三通阀不同遮盖量、不同锐边圆角半径以及不同阀口形状等对系统整体性能的影响。结果表明:阀的遮盖量对小位移定位精度影响较大;阀芯工作锐边圆角半径的大小对滑阀小开口时的流量特性有影响,但影响较小;矩形、梯形节流口的过流面积变化率较为恒定,具备良好的调节性能,比较适合在高温环境下工作。研究结果为该型液压缸的工程实践提供指导,为系统的进一步优化提供理论依据。

    • 射流管伺服阀滑阀形变对伺服阀性能的影响

      2021, 49(10):164-168. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.034 CSTR:

      摘要 (20) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:射流管伺服阀以抗污染能力强、灵敏度高、失效对中等特点,被广泛应用于航天、航空、船舶等领域。介绍射流管伺服阀滑阀在不同工况下形变对伺服阀性能的影响,建立了滑阀摩擦的数学模型;利用有限元软件ANSYS对射流管伺服阀滑阀形变进行了静力学分析,同时结合AMESim分析了滑阀形变对伺服阀性能的影响;试验验证了射流管伺服阀滑阀在不同工况下,滑阀形变对伺服阀性能的影响,为滑阀结构设计、滑阀摩擦研究提供参考。

    • 基于数据驱动的数控系统热误差建模与补偿控制研究现状

      2021, 49(10):169-176. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.035 CSTR:

      摘要 (35) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对数控加工过程日益复杂,数控系统热误差建模及误差补偿控制越发困难的问题,分析了传统建模方式面临的挑战,阐明了以“数据+算法+算力”的数据驱动建模架构在数控系统智能化与精度提升方面面临的机遇和挑战。以数据驱动技术为线索,对数控设备热误差建模和误差补偿控制2个方面的研究现状进行综述。并对数据驱动算法在数控系统中的应用前景进行了乐观预测。

    • 世界技能大赛及塑料模具工程项目综述

      2021, 49(10):177-183. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.036 CSTR:

      摘要 (32) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了世界技能组织和世界技能大赛的历史和现状,以及中国与世界技能大赛的关系和所取得的成绩。详细讨论了塑料模具工程项目的比赛内容、比赛题的产生过程和方法、比赛所包含的模块、成绩评定规则和将来的发展趋势。世界技能大赛中塑料模具工程项目的比赛内容和技术标准是与现实模具工业紧密联系的,是不断变化的,这对高水平技能型选手的培养是一种挑战。

    • 中板矫直机用调心滚子轴承的失效分析与设计优化

      2021, 49(10):184-188. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.037 CSTR:

      摘要 (17) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对国内某钢厂中板矫直机支承辊上调心滚子轴承出现抱死而频繁停机的问题,对轴承失效情况进行了介绍:轴承铜制保持器磨损严重,发生断裂;内圈一侧挡边磨损严重而另一侧轻微磨损;滚子一端面磨损严重。分析了轴承失效的原因,认为因支承辊变形导致轴承承受了较大的轴向力,并分析了其他可能造成轴向力大的原因。优化方案为将CA型调心滚子轴承更改为CC型,并说明了CC型轴承的优点。

    • 基于DAG-SVM的煤矿井下输送装置故障在线检测

      2021, 49(10):189-194. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.10.038 CSTR:

      摘要 (11) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有故障在线检测方法分类性能差、检测率低的不足,提出一种基于DAG-SVM的煤矿井下输送装置多故障在线检测方法。提取井下输送装置各构成零部件的原始故障信息,对故障信号进行降噪和归一化处理,得到高频特征向量;利用DAG-SVM故障分类方法,根据故障特征向量的种类和数量构造多个分类器,通过两两比对准确识别出故障类别,并预估出故障样本的演化趋势。数据仿真结果表明:利用所提出方法确定的超平面更为合理,该方法分类精度高,多故障综合在线检测准确率达到99.47%,显著优于现有检测方法。

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