2016, 44(24). DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.020
摘要:考虑延迟驾驶行为对交通流的影响,基于优化速度模型,提出了更能描述实际交通现象的跟驰模型。首先分析模型的稳定性能,并获得交通系统保持稳定的条件。通过对模型进行非线性分析,得到描述车头间距波演化的mKdV方程。数值仿真显示,延迟驾驶行为对交通拥堵具有重要的影响,即随着延迟驾驶行为的系数越大,交通拥堵就会变的越来越严重。
2016, 44(24):1-8. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.001
摘要:基于压电叠堆的电静液一体化作动器通过单向阀的整流作用将压电材料和液压系统进行整合,发挥液压系统大位移、大出力的特点和智能材料高频响、高功率密度的优势,同时避免传统液压系统复杂的分布式管路以及智能材料微位移量级太小的缺陷,设计了一种压电叠堆电静液作动器。制造了样机,介绍了其工作原理并分析了其输出流量的形成机制及影响因素。在不同条件下对样机进行输出性能实验,探究影响作动器输出性能的因素并分析具体的影响。实验结果显示:输入140 V正弦偏置电压,作动器峰值流量接近1.6 L/min,峰值频率可以达到275 Hz,带负载能力超过20 kg。
2016, 44(24):9-15. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.002
摘要:采用磁流变阻尼器(MR damper)进行半主动控制分析时,建立较为精确的MR damper力学计算模型是关键因素之一。目前常用的MR damper力学计算模型有Bingham模型、Sigmoid模型、双Sigmoid模型与通用Sigmoid模型等,但这些力学计算模型均不能同时描述MR damper的惯性效应、剪切稀化现象和蓄能器刚度影响等。基于此,提出了一个新的MR damper力学计算模型——可调Sigmoid模型,并与现象模型试验结果进行对比研究。仿真计算结果表明:可调Sigmoid模型简单易理解,且能很好地描述MR damper的惯性效应和剪切稀化现象,在描述低速区和高速区的非线性滞回特性时,所运用的物理概念更为清晰,具有很强的可调通用性。
2016, 44(24):16-21. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.003
摘要:针对印刷、纤维缠绕等行业对多电机同步运动控制的要求,设计了一种基于DSP+FPGA的嵌入式多电机同步运动控制器。首先介绍嵌入式多电机同步控制器的系统结构以及实现同步控制的方法;然后对同步控制器中脉冲产生、脉冲补偿、脉冲输出、位置反馈等关键功能的实现进行了详细阐述;最后通过实验验证了所设计的同步控制器能够达到较高的同步精度。
2016, 44(24):22-26. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.004
摘要:时栅位移传感器主要采用线切割加工的工艺手段实现产品定子和转子的齿槽加工。线切割加工的精度受限于机床自身精度、钼丝实时补偿能力和切削液纯净度等诸多因素,齿槽等分性精度在一定程度上影响着传感器的最终精度。提出采用精密插齿工艺制备时栅位移传感器,以克服线切割加工齿槽等分性差的问题,并通过开展齿槽等分性对比试验和精度实验进行了齿槽等分性对时栅位移传感器精度影响的分析。实验表明采用插齿工艺的传感器其误差曲线对极间一致性更好,而且误差较同等参数线切割下的减小20%左右。
2016, 44(24):27-31. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.005
摘要:传统液压控制系统中,普通液压缸在变负载工况下会产生较大的压力波动。针对该情况,设计了四腔室液压缸。通过将活塞杆做成空腔兼做另一缸体的形式,把普通的两腔室液压缸做成具有4个腔室的液压缸。在数字流体动力系统的控制下,系统提供的压力数越多输出力的个数将会越多,以适应工作中的变负载情况。该液压缸节省了使用空间及成本,提高了工作效率,改善了工作效果。
2016, 44(24):32-38. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.006
摘要:介绍了六旋翼飞行器的运动方式,根据牛顿欧拉方程完成动力学模型的建立。依据模糊控制的相关理论以及模糊自整定 PID 控制器的设计过程,完成了基于模糊自适应PID算法的控制器的设计。通过对自适应模糊PID控制器进行Matlab/Simulink下的系统仿真分析,得出所设计的控制器能够较好的完成悬停任务,实现对飞行器的稳定性控制。通过试验验证了六旋翼飞行器的控制稳定性。
2016, 44(24):39-46. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.007
摘要:介绍了六旋翼飞行器的运动方式,根据牛顿欧拉方程完成动力学模型的建立。依据模糊控制的相关理论以及模糊自整定 PID 控制器的设计过程,完成了基于模糊自适应PID算法的控制器的设计。通过对自适应模糊PID控制器进行Matlab/Simulink下的系统仿真分析,得出所设计的控制器能够较好的完成悬停任务,实现对飞行器的稳定性控制。通过试验验证了六旋翼飞行器的控制稳定性。
2016, 44(24):47-49. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.008
摘要:针对采煤机制动器中摩擦片温度和磨损量过高存在安全隐患的问题,设计了一种基于STM32F205RC的采煤机制动器监测系统。该系统采用32位ARM STM32F205RC作为核心处理芯片,具有速度快,性价比高的优点。选用MAX6610作为ADC基准电路和温度冷端补偿电路,提高了温度测量的准确度。实时显示当前的磨擦片的温度和磨损量,并根据设定值产生报警,提高了制动器的安全性能。
徐明刚 , 黄文勇 , 张振 , 李旻宣 , 刘贵珍 , 赵洁明 , 葛星
2016, 44(24):50-56. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.009
摘要:运用DEFORM3D仿真软件对YG8硬质合金微织构刀具的切削性能进行仿真分析,研究了YG8硬质合金刀具在沟槽微织构、凹坑微织构和无微织构3种表面微织构下的切削温度和切削应力。利用激光加工技术对YG8硬质合金刀具表面进行沟槽微织构的加工,运用该刀具对铝合金进行切削实验,分析微织构对刀具切削性能的影响。结果表明:微织构刀具产生的切削热更少,与切屑间的摩擦力更低。在一定的润滑条件下,微织构刀具具有更好的切削性能。
2016, 44(24):57-62. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.010
摘要:工业现场的恶劣电磁环境对硬件电路系统提出了越来越高的电磁兼容性要求。为了避免电磁干扰可能导致的误跳闸或误报警等事故,探讨了工业现场硬件系统的电磁兼容性设计策略。讨论了电磁环境对硬件系统的影响与抗电磁干扰设计理念,剖析了可能的电磁干扰源与抗电磁干扰机理,针对数字电路在电磁干扰下的行为,研究了电磁兼容性设计问题。实验效果验证了电路的合理布局与布线以及良好接地是必须采取的抗电磁干扰措施。工程实践表明:上述提出的电磁兼容性设计策略是行之有效的。
2016, 44(24):63-68. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.011
摘要:参照OC3Hywind Spar Buoy和ITI Energy Barge(以下分别简称Spar和Barge)的结构特点,提出了一种新型浮式综合发电平台的概念,根据海洋能发电的特性,构建了“风能太阳能波浪能”的联合发电系统,以实现多种能源的耦合互补,并以我国南海作为平台工作条件,采用ANSYS的水动力学模块对平台进行了数值计算。结果表明:该平台的动态响应较小,水动力性能良好,适合在南海海域使用。
2016, 44(24):69-74. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.012
摘要:提出并设计了一种径向流磁流变阀,并加工了样机进行压降性能分析。该径向流磁流变阀的液流通道由2个中心小孔、1个圆环通道和2个径向圆盘通道串联组合而成。采用ANSYS/Emag电磁场仿真软件搭建了径向流磁流变阀有限元仿真模型,并进行了磁场仿真分析以获取理想的仿真压降。搭建了压降性能测试试验台,在不同的加载电流和模拟负载下对所设计的径向流磁流变阀压降性能进行了试验分析。试验压降和仿真压降趋势一致。
2016, 44(24):75-80. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.013
摘要:根据动力机构功率匹配,对阀控非对称缸的负载流量和负载压力给出了一种定义形式,以使建立的模型对于阀控非对称缸和对称缸具有普遍适用性;针对阀控非对称缸因结构而产生的不对称性,对其数学模型进行了整理和统一,并通过仿真分析进行了验证;将本模型应用于某试验平台位置控制系统中,分析参数变化和动力源形式对系统性能的影响,为系统的优化和控制策略提供依据。
2016, 44(24):81-87. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.014
摘要:介绍了一种具有助力骑行、空载骑行和负载骑行三种骑行模式的新型空气动力自行车,并着重对其储气系统、气动马达、动力传递系统的工作原理展开了讨论,说明其存在的必要性和优势;同时,对该自行车的安全性、行驶里程和经济性进行了分析,认为空气动力自行车在技术上是可行的,并且具有一定的发展前景。
2016, 44(24):88-92. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.015
摘要:现有的电磁挂梁是相互独立的,吸盘直接与挂梁体刚性连接,该型式的挂梁受力不均,易磨损。研究设计一种基于柔性技术的六吊点电磁挂梁。根据柔性连杆系统结构,建立优化模型,设置约束条件,运用MATLAB中多维约束优化函数fmincon对从动件摇杆(左摇臂7)和连杆3尺寸进行优化设计,实现电磁盘的高低自动调节,满足电磁挂梁的工作要求,为电磁挂梁柔性连杆系统的多吊点平衡起吊提供必要的科学依据。
2016, 44(24):93-100. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.016
摘要:由于不同喷气形式下微气泡减阻的机理不甚清楚,应用流体计算软件Fluent对简化船体模型进行了数值模拟。采用kε湍流模型,对两种来流速度、两种喷气流量和六种喷气形式下减阻率的变化进行了计算,并与水池试验进行对比分析,从微气泡体积分数和两相流速度的分布进行研究,总结出一些理论成果,并且进一步考虑对螺旋桨效率的影响。计算结果表明:首中部同时喷气的减阻效果更好。成果可为微气泡减阻技术的实际应用提供理论指导。
2016, 44(24):101-106. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.017
摘要:在需要改变工况条件的要求下,对某型往复压缩机热动力进行了设计和计算,在ANSYS Workbench软件中导入其轴系三维模型,描绘出了两种工况下的综合活塞力变化曲线,获得了曲轴的最大应力值和最大应力位置,对压缩机曲轴进行了网格划分、应力分布和变形计算,分析了曲轴的静强度。结果表明:原机型仍然满足改变工况的设计需求,该曲轴的静强度满足使用要求,同时可为同类型压缩机热动力优化设计与曲轴强度分析提供一定理论依据。
2016, 44(24):107-112. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.018
摘要:软件版权保护是知识产权保护体系中的重要组成部分。随着鱼洞互联网的快速发展,软件架构和授权正面临新的挑战。事实证明,目前移动互联网亟需一种新的软件保护机制。基于研究者前期的工作,分析了移动互联网的特性,将整个版权保护过程分为3个状态共8个步骤,提出了一种新的支持动态许可证的分布式移动App软件授权认证模型。与以前相关工作相比,新模型在在可行性、安全性和完备性等方面有许多优点。
2016, 44(24):113-118. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.019
摘要:应加热因控制灵活、热效率高,不污染环境等特性在工件热处理中得了广泛的应用。针对重载下难于启动,探讨了电磁感应加热中频电源的启动策略,分析了电流型中频感应加热电源难于启动的原由,研究了启动控制参数之间的约束关系,讨论了整流触发角选取等原则,最后给出了成功启动控制的条件。基于MATLAB仿真软件,借助实验仿真验证了提出启动策略的正确性。实验结果表明:提出的参数优选策略是可行与合理的。
2016, 44(24):119-123. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.021
摘要:介绍了一种改进的四阶蔡氏电路。首先采用理论分析的方法建立了电路的数学模型,然后分别采用数值和模拟两种方法对改进后的电路进行了仿真,得到了混沌现象,最后采用响应驱动法实现了改进型电路的混沌同步。结果表明:改进型蔡氏电路产生了较原蔡氏电路更为复杂的混沌现象,更适合用于混沌通讯。
2016, 44(24):124-128. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.022
摘要:为了解决指针式仪表在主轴径向跳动测量中无法提供标准电流信号的困难,提出在传统的机械测量机构嵌入一个滑动可变的精密电阻,通过电桥回路将电阻变化量转换成电压信号,利用运算放大器对其电阻值进行线性化处理,从而形成符合国际标准的接口信号,由此建立一个由基础测量、数据处理和实时监控组成的三层网络系统。该网络的功能旨在实现远程数据采集、 信号传输、 数值计算、 图像处理等。将新设计的仪表与标准光栅进行数据比对实验显示,采用特殊修刻工艺制作的可变电阻输出值与线性机械位移量之间可以呈现严格的对应关系,从而为该仪器的实验室研究走向与再制造有关的实际应用奠定基础。研究结果表明:与传统方法相比,新方法更加注重采集大量的数据,形成合适的样本集合并建立对应的数学模型。通过构造的曲线与观测点的拟合情况来进一步优化模型,并对今后的变化趋势进行预测,这样可以检测出隐匿很深的内部缺陷,从而为指导维修工作提供有价值的参考信息。
2016, 44(24):129-137. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.023
摘要:网格计算在研究复杂问题求解和解决大型科学计算方面有重要应用,针对高度异构网格本身导致的容错服务难题,探讨了一种面向网格计算的动态容错服务排序框架设计。分析和总结了网格计算的容错要求,给出了基于网格环境的相关故障定义,建立了故障的分类模型,提出了一种包括电网故障检测和故障管理内容在内的动态容错服务框架,最后给出了详细的故障容错服务流程。借助仿真实验,初步验证了所提出设计框架的合理性和可行性。研究结果表明:该设计可为面向网格计算的动态容错服务提供一个新的参考框架。
2016, 44(24):138-145. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.024
摘要:采用双电机驱动的数控机床,常出现同步误差,使工作台受到不平衡扭矩的作用,影响了机床的加工精度。将模糊推理与神经网络相结合,提出模糊神经PID控制策略,实现PID控制参数的实时调整;同时,把伺服电机的控制电流和丝杠的实时位置作为衡量指标,进行仿真分析和实验研究。结果表明:该方法能有效减小同步误差,提高工件加工精度,较好地满足被控对象对高精度的要求,具有一定的实际应用价值。
2016, 44(24):146-150. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.025
摘要:作者运用ANASYS软件,模拟计算了Y型密封圈在不同的温度和工作压力下的密封性能,研究结果表明:当油液的密封压力增大时,环境温度越低,最大剪切应力增大幅度越大,最大接触应力的增大幅度越小,更容易破坏和泄漏。
2016, 44(24):151-155. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.026
摘要:针对不确定性导致的塑胶工件硫化过程难于实施数学建模精准控制,探讨了一种强鲁棒智能控制策略。剖析了胶塑工件的硫化效应影响因素,总结了塑胶工件硫化过程的控制论特性,研究了与硫化过程相匹配的强鲁棒控制策略,并构造了一种基于仿人智能的强鲁棒控制算法。以典型二阶滞后硫化等效模型为例,基于Matlab软件平台的仿真对比研究,验证了研究控制策略的强鲁棒性能。仿真结果表明:提出的控制策略可对塑胶工件硫化过程实施优化控制,所构造的智能控制算法是合理、可行与有效的。
2016, 44(24):156-161. DOI: 10.3969/j.issn.10013881.2016.24.027
摘要:根据最新电力巡线管理的要求,研发出一种基于压缩映射原理的BP神经网络建模方法的三维电力轨迹巡线算法,该算法能够有效提高三维电力轨迹巡线管理系统的部分功能效率,降低系统运行中的错误几率以及系统运行所需要的硬件配置性能,减少系统运行所需的等待时间。
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