为解决星箭分离热刀式解锁机构存在解锁分离不同步、分离安全性得不到保证的问题,设计了一种新型热刀式解锁分离机构。根据三维模型以及欧拉角法给出分离机构的分离参数和分离动力学模型,计算分离机构的预紧力,利用仿真软件从分离机构材料性能、分离预紧力及分离空隙3个方面进行分离安全性仿真。仿真结果表明,该机构力学性能满足要求;星箭分离0.4 s后,卫星轴向位移为380 mm,大于星箭分离的最小安全距离;分离机构空隙越大,损失的弹性势能就越多,分离的初速度就越小,会对分离安全性产生负面影响;该机构具有响应时间短、节省空间的优点。

针对同步带智能终端升降一体机的振动问题,应用多体动力学软件RecurDyn,构建了竖直负载同步带传动系统模型并进行仿真分析,探究转速和初张力对横向振动、从动轮角速度波动、张力波动等传动性能的影响规律。研究结果表明,综合考虑各项传动性能,转速150 r/min、张力120 N的同步带在传动过程中运行最稳定。最后通过三轮一带的仿真和试验,分析得出张紧轮布置的合理位置在同步带中心与从动轮之间。

通过研究基于MDH模型的工业机器人标定算法与视觉引导方法,建立工业机器人视觉引导算法模型,在MDH模型中建立21个基坐标点、7个关节轴线,进行工业机器人的坐标精确标定和视觉引导。研究表明视觉引导神经网络革新算法可提升机器人绝对定位精度,较早期算法标准偏差率降低80.37%,最大偏差比降低73.38%,工业机器人的标准偏差率和最大偏差比得到合理控制,有利于提升机器人标定精度和视觉引导效果。

关乎整个设备正常运行的滚动轴承极易发生故障,且常是多故障并存,导致轴承复合故障诊断困难。VMD算法对诊断滚动轴承复合故障具有良好的频带分割、抗模态混叠和抑制噪声的优点。但当VMD控制参数[K,α]选取不当时,会造成频带分解失效、轴承复合故障分离不彻底。为此提出基于樽海鞘群算法(SSA)改进VMD的分离诊断方法。采用SSA自适应选取[K,α]对信号进行VMD,通过包络熵和峭度综合筛选敏感IMF,对敏感IMF进行Autogram共振频带提取,采用包络解调提取各自的故障特征频率。通过仿真信号和实测信号验证分析,可知基于SSA优化VMD算法对复合轴承故障有很好的分离诊断能力。

为了提高站点式光谱水质监测设备的供电可靠性,采用TPL521光耦作为掉电检测元件,以STM32为控制芯片,用继电器和三极管组成电源切换单元,设计了一套备份电源系统,并通过MATLAB搭建电源切换仿真实验对其可靠性进行了验证。结果表明该备份电源系统可以满足大部分站点式水质监测设备的供电要求。

对影响脉冲涡流传感器空间磁场的参数进行研究。建立了一种传统脉冲涡流传感器模型,根据理论和仿真计算结果及电磁场矢量原理对传感器结构进行优化,结果表明优化后的传感器其磁场强度提高了71%,磁场聚焦范围缩小了58%,且磁场梯度较大。搭建试验台采用磁电阻效应传感器对空间磁场进行测量,进一步验证传感器结构优化的可靠性,对影响传感器性能指标的参数进行分析,得出各参数对传感器性能影响的数学模型和变化规律,为脉冲涡流传感器的设计提供了有价值的参考。

为达到高性能汽车发动机曲轴由国Ⅴ升级为国Ⅵ的技术要求,降低投入和生产成本、提高生产效率,应用过程FMEA等工具/方法对存在的问题进行了分析,提出了对现有产线改进的措施并通过工艺试验加以实施。基于强度计算结果提出结构改进建议,采用CAE软件对改进结构的曲轴进行模拟验证,并通过疲劳试验对改进工艺和结构后的曲轴进行确认,结果显示,改进后的曲轴质量达到了设计要求。

针对三边测量法在测距过程中产生的误差,利用果蝇优化算法收敛速度快、精度高、实现简单的特点设计了一种改进果蝇算法的WSN节点定位方法。通过算法反复迭代、比较、择优,获得未知节点与锚节点之间距离误差的最小值,从而实现对未知节点的准确定位。算法从不同种群数、不同初始位置、不同飞行区间3个方面进行了参数的比较与选择,确定获得准确定位时算法各参数取值的重要性。将该定位算法与基于粒子群的DV-Hop定位算法进行定位比较,结果表明该定位算法具有更好的准确性。

针对基于负压吸附原理的无轨干式清洁机器人的清洁路径规划,设计了一种自适应控制系统,解决了机器人自动寻边、轨迹自动校正、越障、自动换向和平衡控制等问题,实现无轨干式清洁机器人在大风、重尘环境中光伏板上清洁工作的高效、稳定运行。

基于西安动车段高级修作业需求,设计了一种可满足在单一工位上完成车辆落成、称重调整、尺寸测量3种工艺的新型一体化设备,在提高检修效率的同时还能减少用地面积。详细阐述了综合落成系统的结构组成与功能原理,并利用有限元方法对关键受力部件进行强度评估,最后对系统的具体运用方法进行了分析。研究表明系统集成度高、兼容性强且安全性好,各部件均满足运用要求。