面向环境的生态设计,是机床产业实现可持续发展的重要发展方向。机床的生态环境表现与加工性能一样,同时成为下一代高性能机床的主要特征。分别从企业、产品、过程3个层次,介绍了机床企业实现生态设计的方式,阐述了日本和欧盟为推动机床生态设计而开展的政策研究和相关法规的制订工作,并重点介绍了机床产品在不同生命周期阶段的生态影响评价原则。讨论了减用能源、再用能源、回收能源、减少排放等4个机床实现高性能和生态友好双重要求的设计原则及对应的技术手段,并列举了国外生态机床产品的典型案例。

外观设计是高端机床产品开发和创新的重要一环。阐述了外观造型如何塑造观察者对机床产品特色的感知,并且通过机床工业设计案例,阐述如何在机床产品系列中通过共通的外观造型规律建立鲜明的品牌形象。

外观设计是高端机床产品开发和创新的重要一环。阐述了外观造型如何塑造观察者对机床产品特色的感知,并且通过机床工业设计案例,阐述如何在机床产品系列中通过共通的外观造型规律建立鲜明的品牌形象。

提出一种对做PTP运动的6-R机械臂求出其所有关节空间逆解，并优选出相对于起始点行程最短的一组逆解的算法。首先通过D-H方法建立PUMA560的数学模型，然后采用解析法求关节逆解；其次通过计算起点与终点逆解向量之差的P范数来表示关节行程大小，取关节行程最小的一组解作为终点的最短行程逆解；最后采用MATLAB Robotics工具箱做PUMA560关节逆解仿真计算，验证所求行程最短逆解的正确性。结果表明：该算法所求的逆解结果正确，与数值迭代算法求解结果相比，计算结果更优，适合作为最少转角的机械臂逆解优选算法。

基于响应面法对剪叉式升降台进行结构优化,以液压缸最大推力和整体最大应力为目标函数,建立多目标优化的参数化数学模型。采用拉丁超立方试验构造样本空间,通过ANSYS软件对各样本点进行有限元计算,基于获取的有限元响应值建立非参数回归响应面,并通过响应面评价指标验证该响应面的拟合质量,基于多目标遗传算法对多目标函数进行优化,得到Pareto最优解,使液压缸最大推力降低30.1%,整体最大应力降低29.4%。该方法摆脱了传统设计方法的低效性与局限性,为优化剪叉式升降台的结构,改善液压系统的工作压力并提高设备的安全性能提供了一条有效途径。

针对一类具有时变短时延的网络控制系统的稳定问题,首先搭建了网络化倒立摆控制实验平台,对该实验平台的软硬件系统进行了详细的介绍,对系统各组成部分的功能以及实现方法进行了具体的说明;然后利用牛顿-欧拉方法建立了倒立摆装置的状态空间模型,利用切换系统方法设计其状态反馈控制器,并在网络环境下对倒立摆系统实施平衡控制;最后进行了实验验证。实验结果表明,该控制器对于具有时变短时延的网络化控制系统具有良好的控制效果。

为了提高热电制冷冰箱的制冷性能，以平板热管技术为基础，用平板热管散热器代替传统铝翅片板散热器在热电制冷片热侧散热。通过实验对两种散热器散热性能进行了研究，对安装平板热管散热器与传统铝翅片板散热器的两种冰箱进行对比分析，得到冰箱内部温度、制冷功率、制冷系数随电流的变化规律，以及冰箱内部温度随风机电压的变化规律，并对结果进行了对比。对比结果表明，用平板热管散热器代替铝翅片板散热器能够降低冰箱的内部温度，提高冰箱制冷能力。

由于永磁同步电机系统具有非线性、强耦合、多变量的特点,且易受内部参数变化、负载扰动的影响,为保证系统调速过程的快速性和准确性,设计了一种基于惯量辨识的自适应反推控制调速方法。首先,采用自适应算法对定子电阻、黏性摩擦和负载转矩进行实时估计;其次,利用基于惯量辨识的自适应反推控制方法,减小工业控制中转动惯量对电机调速系统的影响;最后,进行了仿真验证。结果表明,与传统的PI和传统的自适应反推法相比,基于惯量辨识的自适应反推控制方法具有最优的转速跟踪性能和抗干扰能力。

以汽车起重机液压起升系统为研究对象,根据系统结构原理建立其故障树数学模型。通过定性分析和定量计算得到了影响该系统可靠性的因素,针对这些因素提出了应采取的措施,为提高汽车起重机液压起升系统的可靠性和安全性提供了依据。

针对双连杆柔性机械臂研究了一种高阶滑模轨迹跟踪控制方案。根据拉格朗日方程及能量守恒定律给出了柔性机械臂的动力学方程,并将动力学方程转化为三阶非线性系统模型,方便控制器的设计。在此基础上,利用高阶滑模理论设计了双连杆柔性机械臂轨迹跟踪控制方案,不仅能保证系统在有限时间内稳定,还能削弱传统滑模控制对系统造成的抖振。最后用仿真实验证明了该控制方法的有效性。