为解决双电机驱动伺服系统中的齿隙非线性问题,提高系统控制精度,提出了一种基于特征模型的二阶离散滑模控制器(DSSMC)设计方法。给出了含齿隙非线性的双电机驱动伺服系统动力学模型,进行光滑处理后建立了系统的特征模型,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对特征模型参数进行在线辨识。基于特征模型参数设计了一种二阶离散滑模控制器,证明了闭环系统的稳定性,与常规分区PID控制进行了仿真验证比较,结果表明所设计的控制算法能有效提高系统的控制精度与鲁棒性。

针对当前产品配置过程中知识经验可重用性差、配置效率低等问题,引入知识工程(KBE)技术,研究了知识工程关键技术在产品配置中的应用,开发出一套符合产品配置的推理机。分析了复杂产品领域知识的特点,提出产生式规则和过程表示的混合知识表示方法。通过运用智能解析技术快速解析知识库中知识,并采用正向的规则推理方法(RBR)实现知识推理。经验证,用户可以在产品配置平台中快速对知识进行创建,并能够根据客户个性化需求智能推理出产品设计结构,极大提高知识重用性和产品设计效率。

针对大型预应力钢筒混凝土管道外表面喷涂作业任务需求,设计了一种自行走式宏-微运动结合的5自由度喷涂作业机器人装备。对其进行构型与结构设计;建立涂层厚度数学模型,优化喷涂轨迹重叠距离,确定最优的喷涂轨迹间距;针对不同的喷涂轨迹喷涂单个管道所需的时间来选出最优的轨迹。结果表明当喷涂轨迹间距取最优值,喷涂路径为螺旋型时,所用时间最短,喷涂质量最佳。现场试验验证,该结构类型的喷涂机器人可以有效高质的完成大型管道外表面的喷涂作业且安全可靠。

针对工业机械臂在运动过程中的角速度与角加速度突变引起的机械系统冲击问题,结合五次B样条曲线和五次多项式的高阶连续性,提出了一种新的分段插值轨迹规划算法即"B-5-B算法"。通过SOLIDWORKS建立样机模型,利用Adams进行虚拟样机的运动学仿真,得到关节的角位移、角速度、角加速度以及关节力矩图。通过与"3-5-3算法"所得到的图进行比较,表明了该算法提高了工业机械臂的角速度和角加速度曲线的平滑性,并降低了机械系统的冲击力,同时由于B样条具有局部支撑性,为轨迹优化提供了一种新的方法,也为机械臂实物验证做了充分的理论支撑。

为探究闭环供应链中制造商和外包供应商之间的关系,建立了对称信息和不对称信息条件下制造商主导的Stacklberg模型。通过对制造商利润设置、设计力度、产品回收价格、供应商批发价格及外包时间的决策分析,发现对称信息下的制造商占据优势地位,会优先选择内部变动成本较低的供应商进行合作;不对称信息下,供应商通过对自身成本结构信息的控制,能够使制造商策略有利于自身,并获取更多收益;在两种信息条件下,供应商利润都会受到废旧产品初始回收数量和再制造产品原始成本的影响。

磁性珩磨系统由于在工作过程中温升较大,导致无法长时间稳定地加工,限制了磁性珩磨技术的应用,工作过程中的内部损耗是磁性珩磨系统发热的主要原因。建立磁性珩磨系统的模型,从温度场仿真的角度入手,对各种损耗进行计算分析,探究其变化规律及影响因素;加入水冷循环装置优化散热,并对磁性珩磨头进行设计改进,结合损耗分析对系统温度分布进行仿真;通过磁性珩磨系统温升实验,结果表明加入水冷循环装置及改进的二代磁性珩磨头,在转速600r/min条件下,磁性珩磨系统工作的最高温度为69.3℃,满足稳定加工要求。

针对机械制造车间路由器布局不合理,导致车间无线网络功耗过高、吞吐量过小、实际应用效果差的问题,提出了基于DNC系统的机械制造车间无线Mesh组网设计方法。根据机械制造车间DNC系统与数控机床的用网需求,设计了机械制造车间路由器布局目标模型,通过改进模型目标函数与约束条件进行目标模型优化。以模型优化结果为基础,设计机械制造车间Mesh组网整体布局及其功能模块、DNC系统应用流程,实现机械制造车间无线Mesh组网。实验结果显示,无线Mesh组网功耗更小,吞吐量更高,在机械制造车间DNC系统中的应用效果更好。

为提高移动机器人自主探索室内未知环境的能力,基于实时获取的里程计和激光雷达数据,提出了一种面向室内环境的主动SLAM算法。首先利用激光雷达高精度特性,进行高频率的扫描匹配,提高了机器人定位和建图精度。同时基于实时地图,通过边界探索算法实现了机器人自主、高效遍历室内环境,并建立全局地图。鉴于室内环境通常是动态的,在全局路径规划的基础上引入局部路径规划,实现了机器人运动过程中的实时避障。使用Kobuki移动机器人平台在室内环境中进行了实验验证,实验结果表明该算法在小规模室内场景下的建图精度约为5cm,全程用时约为人为遥控方式的1.5倍。

提出一种用于主动式动力吸振器的开环控制方法,使输入主系统的净功率流最小。首先,基于叠加原理,推导输入主系统净功率流的解析表达式,针对特定的系统,计算净功率流值,搜索各激励频率下净功率流的最小值及其对应的主动控制力,对主动控制力进行曲线拟合,得出主动控制力与激振频率的函数关系,即为主动力控制率;最后,对主动式动力吸振器进行频域和时域仿真,结果表明,采用该控制方法的主动式动力吸振器相比于被动式动力吸振器,具有更好的吸振效果和更宽的抑振带宽。对功率流理论及动力吸振器主动控制的研究提供了一种新的思路和方法,具有一定的参考价值。

局部减薄缺陷会降低压力管道的承载能力,影响管道的安全运行。通过应力强度评定、极限载荷分析及安全评定标准三方面对含局部减薄缺陷压力管道的承载能力进行系统研究,研究了缺陷尺寸(缺陷相对轴向长度,缺陷相对环向角度,缺陷相对深度)对许用载荷、极限载荷和安全评定载荷的影响规律。结果表明,在内压作用下,缺陷相对深度对管道的承载能力影响最大,缺陷相对轴向长度次之,缺陷相对环向角度的影响最小。对比分析发现许用载荷和安全评定载荷基本吻合,极限载荷值高于许用载荷值34.92%左右;许用载荷与安全评定载荷的比值会在一定范围内波动,存在缺陷尺寸相关性;极限载荷值与许用载荷值的比值和局部减薄缺陷的尺寸无关。相对于极限载荷,许用载荷、安全评定载荷是安全的,符合工程应用的要求。