针对强耦合、高度非线性的机器人辨识问题,提出一种基于特征向量选择(FVS)的多输出支持向量机(MSVM)方法。该方法由核技术对映射至特征空间的输入数据,按照几何上的考虑提取相关的数据向量,形成特征空间的一个基底,所选择的数据向量定义为特征子空间。将数据投影至该子空间上,基于MSVM方法建立辨识模型,MSVM方法保持了在ε不敏感损失函数下具有紧凑与稀疏解的优点。为验证FVS-MSVM方法的有效性,将其应用于液压驱动机器人的油压辨识、PUMA560工业机器人逆向运动学辨识、SARCOS仿生机器人逆向动力学建模中。在同等条件下,将FVS-MSVM方法与SVM、KPCA-MSVM及FVS-线性回归(LR)等方法进行比较。实验结果表明,FVS-MSVM方法不仅能够减小计算复杂度,而且具有很好的建模与辨识精度,模型的推广性好。

摆式球形水下机器人利用内部俯仰摆与中心螺旋桨相互配合可实现机器人在水中的上升和下潜运动,但是俯仰摆的频繁摆动会引起机器人速度波动,降低了系统稳定性。针对该种机器人俯仰驱动特点,提出了一种两级滑模方法来同时控制机器人俯仰角和俯仰摆的摆动角,引入RBF神经网络对干扰项进行自适应补偿。在理论上证明了设计的控制器是稳定的,仿真和实验结果也表明提出的控制方法可以实现机器人俯仰角的快速控制,并且能够对俯仰摆的频繁摆动进行有效抑制,提高了该种机器人水中运动的稳定性。

HHT（Hilbert-Huang Transform）和传统时频分析存在模态混叠、时频聚焦性差等问题,在估计转速曲线时误差较大.因此,提出将EEMD-HHT与时频重排算法结合的转速曲线估计新方法.采用EEMD（Ensemble Empirical Mode Decompositon）方法获取IMFs;找出参考轴所对应的IMF,并做Hilbert变换;用时频重排算法处理该IMF两端各-定长度的数据,对得到的重排矩阵进行限制条件的瘠线搜索,并将获得的瞬时频率值代替对应时间点内Hilbert变换得到的瞬时频率值;对“拼接”得到的整个时间段的瞬时频率值进行最小二乘拟合,得到光滑的转速曲线.将该方法应用于转子不平衡故障的阶比分析中,对实际测量信号进行了分析,并与HHT估计结果作比较,验证了其优越性和有效性.

研究基于差厚技术的汽车吸能盒结构设计方案,提出了解决差厚板的厚度渐变特性和材料力学性能渐变特性的仿真建模方法,推导了综合考虑厚度分布、吸能盒重量、吸能量的多目标优化问题数学模型,基于多目标优化算法获得了差厚吸能盒结构最优设计参数,并实现了样件试制。试制的差厚吸能盒样件在准静态压溃过程中出现充分且对称的褶皱,且褶皱次序与厚度分布特征一致,变形模式稳定,在保持吸能水平提升的同时,与原冲压等厚吸能盒相比降重约7%。

以圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象,为了获得圆弧齿线圆柱齿轮的啮合接触冲击特性。基于接触动力学相关理论和齿轮传动物理模型,提出了圆弧齿线圆柱齿轮传动啮合接触冲击的假说,并建立齿轮啮合接触冲击模型;给出可以解决冲击碰撞问题的有限元分析方法,通过圆弧齿线圆柱齿轮齿面数学模型建立精确三维数字样机,进而建立啮合接触冲击显示动态有限元模型,研究冲击速度、冲击位置与冲击应力、冲击合力以及冲击时间的关系。研究表明冲击速度和冲击位置的变化对冲击应力、冲击合力和冲击时间均产生了一定的影响。研究结果为圆弧齿线圆柱齿轮的动态设计和工业应用提供了理论基础。

针对铣削加工过程中产生的振动现象,提出了一种Hamming线性多步法（HAMM）来预测铣削加工过程中的稳定性.考虑再生颤振的铣削加工动力学方程可以表示为时滞线性微分方程,将刀齿周期划分为自由振动阶段和强迫振动阶段,对强迫振动阶段进行离散,运用HAMM方法构建状态传递矩阵,利用Floquet理论,判定系统的稳定性,获得系统的稳定性叶瓣图.Matlab软件仿真结果表明,HAMM方法是预测铣削稳定性的一种有效方法.随着离散数的增加,HAMM方法的收敛速度要快于一阶半离散法（1st-SDM）和二阶全离散法（2nd-FDM）,离散数较少的HAMM方法能达到和离散数较多的1st-SDM方法和2nd-FDM方法的局部离散误差.此外,在单自由度和双自由度动力学模型下,由三种方法的稳定性叶瓣图可以看出,HAMM方法预测铣削稳定性的精度均好于1st-SDM方法和2nd-FDM方法,计算效率远远高于1st-SDM方法和2nd-FDM方...

海浪是海洋环境中最为复杂的自然现象,其时空概率分布具有较大的随机性。随着船舶制造吨位、尺度的加大,以及船型的复杂化,船体总振动频率不断降低,以致与波浪激励力频率逐步靠近,进而带来了较为严重的波激振动问题。目前,主要从线性和非线性的角度对波激振动进行研究,已有的线性理论往往难以解释低频激励诱发的船舶高频波激振动现象。从引起波激振动激励的源头出发,指出有限幅波理论中含有高阶分量,在独立于船型情况下能有效地解释船舶在波浪中产生高阶振动的激励力来源;推导了受航速、航向、波高、波频等因素影响下的波浪激励力表达式,同时指出了评估波浪参数的决定方法。利用虚拟质量法完成了双体船流固耦合波激振动响应计算,对比了该船在不同波频参与激励下,船体振动响应的差异。结果表明有限幅波中高阶成分可对船舶产生...

利用空气弹簧低频减振特性良好的特点,提出了一种用于微振动控制的主动隔振单元,并利用该隔振单元构建了6自由度减振平台系统,建立了系统的运动微分方程式,并对系统在最优控制下的性能进行了仿真和实验研究,结果表明：所提出的主动隔振单元构建的减振平台减振效果高达了20dB左右,不仅对中高频扰力具有良好的隔振效果,而且对低频和超低频扰力能进行有效的隔振,对精密制造和测量具有很重要的意义。

针对引信小型物理电源体积与功率矛盾问题,课题组提出了小型气流激振压电发电机结构方案。建立了测量小型气流激振压电发电机输出特性的试验系统,对原理样机进行了吹风试验研究,测量了发电机的激振力、输出电压,并分析了其振动频率、输出功率以及能量转换效率;试验数据表明,在所研究的气流速度范围内,激振力曲线呈正弦波形,幅值随入流速度的增大而线性增大,频率较高且稳定,约6 k Hz,频率变化在9%以内;压电换能器工作在线性段,输出电压值与激振力幅值成正比,频率一致,符合振动压电发电机的能量转换原理;在负载匹配的情况下（R=3 kΩ）,最高能输出85.3 m W的电能,且发电机的转换效率为1.2‰。其输出特性可满足在小口径及低功耗引信的应用;具有结构简单、体积小、振动频率高且无活动部件等特点,有作进一步研究的价值。

基于功率键合图理论建立了工程车辆全液压转向系统的数学模型。运用20sim键图软件重点研究了全液压转向系统管路的动态特性以及液压管路参数对转向系统动态特性的影响。研究结果表明：对于小管径及长管路转向系统,管路内液阻、液感较大,有利于抑制系统的高频振荡和冲击以增强转向系统的稳定性,但延长了系统的动态响应时间;对于大管径及短管路转向系统,管路液阻、液感较小,系统动态响应较快,但转向系统振荡剧烈,振荡幅度增大,振荡次数增多,不利于车辆的操作稳定性。提高油液的体积弹性模量利于改善系统的动态响应速度和稳定性。研究结果为全液压转向系统的设计及管网动态特性分析提供理论依据。