为了降低非线性系统自适应控制器设计的难度,提出通过运动分解减小非线性方程维度的方法设计相应的自适应控制器。将机器人末端执行器的运动分解为平移运动和旋转运动,让机器人末端执行器上的激光器通过先平移后旋转的方式使激光光斑分别趋向于PSD1和PSD2的中心。通过运动分解减小非线性方程的维度的方法,降低了控制系统数学方程的复杂度。为验证用所提方法设计控制器的有效性,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真环境,对标定过程进行仿真分析。仿真结果表明所设计的控制器可使机器人运动更迅速、稳定地实现控制目标。

为实时了解船舶发动机故障的位置、原因等,提升故障判定的时效性,设计了一种在线油液监测船舶发动机故障的方法。该方法通过集成传感器系统监测船舶发动机油液的黏度、含水量、磨粒浓度3种特征信息,基于Parzen窗法设置特征信息的故障判断界限值,利用Weka软件提取特征信息样本数据和规则,构建船舶发动机故障诊断知识库并判定船舶发动机故障。实验结果表明,用所提方法判定的船舶发动机故障与人工诊断结果完全一致。

为了有效支持复杂产品设计开发,基于元模型建模理论和MBD方法,分析复杂机电产品数字孪生体全生命周期各阶段多维信息关联机制,构建复杂产品数字孪生体全生命周期的信息模型。最后以某车辆液力变矩器的数字孪生体的信息模型构建为例,展示了复杂产品的多维信息统一融合设计的过程。

利用工业摄像机对传送带上的矿石图像进行采集,将图像导入计算机利用matlab软件进行图像处理。对图像进行滤波处理、形态学运算、形态学重构、分水岭分割、矿石颗粒像素标定以及像素面积检测,然后统计矿石粒度的大小及不同粒级所占的比例,最后与人工筛分的矿石粒度作对比。实验表明通过图像处理得到的粒级比例与人工筛分的粒级比例两者差别较小,因此利用图像处理的方法能够较为真实反映矿石粒度的分布,提供矿石参数信息,准确性和实用性很高。

分析了3D打印技术的优势,通过三组3D打印的应用实例,验证了3D打印在低成本快速制造、复杂结构优化、电网设备修复时逆向建模的有效性。采用3D打印技术低成本快速制造了智能电容器外壳;对电力设备承力支座复杂结构进行了优化;通过三维扫描设备获取断裂部件的相关参数,并对其进行了打印修复。最后,运用3D打印技术进行开关机构部件的快速原型设计和制造,验证了3D打印技术在电力设备设计与制造过程中的适用性。

飞轮转子系统的结构布局对其高速旋转的稳定性有至关重要影响,以600Wh飞轮储能转子系统作为研究对象,通过建模及理论分析得到了转动惯量比与旋转运动稳定性之间存在的关系,采用转子动力学专业分析软件SAMCEF Rotor分析了两种不同转动惯量比转子的涡动频率振型,临界转速等。有限元分析结果和理论建模分析结果互为验证,结果表明当转动惯量比接近1时,对工作转速超过一阶临界转速的飞轮转子系统,转动惯量比小于1时稳定性较转动惯量比大于1时更有优势,研究结果对以后大容量飞轮储能转子系统结构设计有重要参考依据。

为实现高密度LED焊线机上邦头运动轨迹的精确跟踪,降低因其轨迹偏差而产生的废品率。提出了一种基于迭代学习做前馈控制的前馈+反馈二自由度控制算法。首先对音圈电机进行机理分析,建立了其数学模型,以此为基础,给出了音圈电机轨迹跟踪的整体控制方案,并且结合焊线机上邦头超高加速度(>20g)和整定时间短的运动特点后设计了带遗忘因子的PD型闭环迭代学习控制算法。对所提出的带遗忘因子的PD型闭环迭代学习控制的收敛性进行了理论分析,并且通过MATLAB中的SIMULINK模块进行了动态仿真,验证了该算法下的音圈电机系统响应速度显著提升,位置误差的收敛稳定可靠,改善了高密度LED焊线机上邦头的轨迹跟踪性能。

为解决某船用柴油机制造企业在工艺设计过程中重复劳动多、工艺复用困难等问题,采用特征分组技术来实现典型零件工艺路线变型设计创建新工艺的方式,用于快速获得船用柴油机中典型件的结构化工艺路线。该方式包括创建结构化的工艺路线模板、制造特征划分、制造信息转递、制造特征/工序挂接、特征信息比对、结构化工艺变型等几步。最后,以某船用柴油机典型件中的连杆为对象,设计了一个工艺设计集成系统,并验证了其有效性。该系统能够有效提高工艺知识的复用率和工艺设计的规范性,易于被工艺设计人员接受。

采用有限元方法对模块化直流电源柜散热方式进行分析和设计。以标准尺寸的模块化直流电源柜为研究对象,在ICEPAK软件中分别建立其集中式散热和分布式散热的柜体仿真模型,通过仿真计算分别得到了两种散热方式下散热器的温度分布和模块前后的风压分布。对比了两种散热方式的优缺点,选择分布式散热作为模块化直流电源柜的散热方式。试验中测量了散热器的实际温升,其结果与仿真结果相符,验证了设计方法的正确性。

侵彻过程研究中的数值模拟是目前常用的方法,建模的合理性对模拟结果具有重要影响。应用ABAQUS对7.62 mm枪弹侵彻松木靶过程进行了仿真,模拟分析了不同网格单元条件下弹丸剩余速度和靶板损伤情况。结果表明较为理想的单元类型为C3D8R单元,网格尺寸为1.30 mm,其仿真结果与实验值更接近。