利用GT-Power软件搭建一款3.1L电控增压柴油机仿真模型,采用拉丁超立方采样算法进行实验设计与计算,确立了6个实验因子和4000个实验数目.通过神经网络径向基算法对不同响应变量因子进行建模,最终确定了转速与EGR率两个实验因子对多目标优化影响的贡献度最大.通过建立实验因子和响应变量模型关联,完成了基于模型的多目标遗传优化.优化结果表明通过优化柴油机扭矩和燃油消耗率,可使柴油机扭矩值最大提升12.3%,且燃油消耗率最大能下降2.6%.

轨迹跟踪是机械臂控制的最终目的,针对机械臂仿真控制领域文本语言编程复杂、效率低等问题,构建了一种基于LabVIEW的四轴机械臂仿真控制平台,以Dobot机械臂为研究对象,使用Lagrange分析法构建动力学方程,并在LabVIEW中搭建了其仿真模型;还针对PID控制应用于非线性、强耦合、多变量的机器人系统时,其控制效果不理想的问题,设计了一种基于LabVIEW的模糊PID机械臂控制策略.通过LabVIEW仿真实验表明,该方法提高了控制精度,降低了系统的超调量和调节时间,大大缩短了开发周期.

设计了一种新型的胶囊驱动机器人,用于控制胶囊在胃肠道内的运动和定位。首先,建立胶囊驱动机器人的三维数字化模型;其次,利用齐次变换矩阵来确定驱动机器人运动过程中的位姿,同时利用D-H坐标系法进行运动学正逆解的相关计算;最后,利用MATLAB软件完成运动学建模与仿真,进行驱动机器人的工作空间分析及运动学验证。结果表明,通过控制五自由度的驱动机器人,能在平面任何方向上引导胶囊穿过胃肠道。

针对目前企业中使用包装机对烟包进行热收缩过程中出现的表面收缩质量不佳,PE膜收缩不紧致,温度不均匀等问题.通过数值计算方法,对优化后具有网筛结构的装置和目前企业使用的结构进行对比分析.首先利用SolidWorks软件对包装机进行三维建模,使用icem软件建立流体域模型和划分混合网格,采用fluent软件中的多重参考系模型(MRF)对包装机中的温度场进行仿真.分析结果表明采用网筛结构的进口装置可以增大进风口阻力,有效的改善离心风机所引起的涡流强度,使包装机的内部温度均匀性更好.

鉴于数控加工机床、精密仪器等领域对滚珠丝杠功能需求、安全可靠性以及市场竞争需求日益提升的现状,对滚珠丝杆常见故障类型进行诊断研究具有重要的应用价值和指导意义.通过分析滚珠丝杆常见故障类型与原因,以其中四种故障类型为研究对象,引入自适应学习率和动量附加项因子的方法改进BP神经网络,提高网络系统的收敛速度和稳定性,并建立滚珠丝杆故障诊断网络模型.通过对不同故障类型的滚珠丝杆进行测试试验,提取发生故障的振动信号特征参数,将测试样本数据用于BP神经网络训练,并用未知故障滚珠丝杠的测试数据进行故障类型诊断.试验结果表明,该改进算法可以准确地诊断出未知滚珠丝杠故障类型;且单一样本类型故障类型诊断概率均高于90%,有效地避免故障类型误判,为解决其故障问题提供理论依据.

针对全髋关节置换术中采用的实体假体其高弹性模量与股骨弹性模量不匹配造成术后不良反应的问题,提出了一种能够根据股骨CT数据以及股骨受力情况进行宏微一体结构个性化参数设计,并能有效降低股骨应力遮挡效应的多孔结构股骨假体建模方法。以股骨应力遮挡率作为对比指标,比较了不同多孔结构在股骨假体应力条件下的适应性。实验结果表明多孔结构假体可以有效降低术后由植入物造成的股骨应力遮挡;主轴方向弹性模量较小、斜向弹性模量较大的多孔结构能够更好地适应股骨应力,具有较好的缓解应力遮挡的作用。

为了对发动机进行准确的测试和性能分析,以最大程度地减少测量误差,设计了基于LabVIEW的发动机试验台控制系统。系统使用数据采集卡(DAC)将现有发动机的性能参数实时传输到计算机,此外还开发了一个用户界面,用于通过LabVIEW执行必要的过程。实验结果表明,在发动机测试过程中,控制系统可以精确调整测功机的负载、油耗和所需的转速,可在界面上看到负载、燃料消耗和温度值(发动机进排气口温度、燃料温度和环境温度),并实时记录到计算机,可以满足预期要求。

针对在传统的道路目标识别中,需要进行手工提取特征,模型的泛化能力差.使用深度学习的技术,提出了使用深度卷积神经网络(SSD)解决道路目标问题.该方法首先对图像特征进行自动提取,在基础网络后添加不同尺寸的特征图,然后对多尺寸的特征图做卷积滤波,得到目标坐标值和目标的类别.实验中,在SSD模型中增加了特征图的检测层数,增大原图像尺寸,调试相应的参数,经过多次迭代,最终得到目标模型.实验采用行车记录仪采集的图像,在图像中标定出车辆、行人和骑行的人三类,实验表明,检测目标尺寸越小,检测难度越大,检测效果越差,SSD模型对目标检测的平均准确率均值提高了0.082.提出的道路目标检测方法与传统目标识别算法相比,省去了手工特征提取,减少了工作量,提高了模型的泛化能力.

机载光电平台是无人机一种重要的有效载荷,它集成了机械、通信、光电和自动化技术,能够完成对目标的侦查、跟踪和定位等任务.针对机载光电平台的功能需求和恶劣的工作环境,设计了一种轻量化、结构紧凑、视线范围大和可操控性好的新型机载光电平台.通过CATIA软件建立了平台的三维模型,介绍了结构特点和重要部件.对球形机构进行原理分析,建立了几何结构模型和运动学模型,证明了球形机构是一种3自由度全解耦的并联机构,并且具有无奇异点、工作空间大和完全各向同性等优点,利用ANSYS Workbench对球形框架进有限元分析,结果表明其静力特性符合设计要求.

为了满足我国快速发展的混合动力汽车开发测试研究需求,在系统仿真软件MATLAB/SIMULINK中,采用理论模型和真实试验数据相结合的建模方法,建立插电式混合动力汽车整车模型.根据混合动力汽车功率源的运行情况,设计了五种基于逻辑门限的行车模式切换过程的控制策略并基于SIMULINK/STATEFLOW完成该控制策略搭建,通过标准循环工况NEDC仿真整车模型,仿真结果表明所建立的插电式混合动力汽车仿真模型的合理性和可行性,设计的控制策略能有效地控制混合动力系统工作在高效区,在保证整车动力性的同时,提高了电能使用率及汽车的燃油经济性,为混合动力汽车开发设计、离线评估提供了参考.