针对以前设计的风洞捕获六自由度机构不能满足现在行程的要求,提出了一种新型串并混联六自由度机构;同时对于D-H法不能针对所有机构建立运动学方程,应用基本坐标变换和D-H法联合对该整体机构建立了运动学的正解方程,并对机构在不同姿态工况下进行有限元分析;采用蒙特卡洛法分析其工作空间,并用SimMechanics中的仿真法进行对比,验证了运动模型与工作空间的正确性,结果表明在满足结构强度和刚度的条件下,使得X向和Y向行程提高4倍,Z向行程提高了4.8倍。

针对风洞捕获轨迹实验设备的需要,提出一种串联6自由度机构。建立了机构的运动学正解模型,对于串联机构运动学逆解难的问题,通过BP神经网络和数值法两种方法进行了该机构运动学逆解的探索。针对数值法逆解时初值估计难的问题,提出了一种新的方法,通过实例分析,验证了该方法的正确性。解决了数值法求解时初值估计的问题,使得数值法顺利解出逆解,相比BP神经网路,数值法精度更高。

为了使液压伺服位置控制系统有更好的控制性能,同时克服被控系统由于参数摄动所产生的不良影响,针对液压AGC系统要求响应速度快、控制精度高、抗干扰能力强等特点,运用模糊理论和Matlab语言设计了模糊自适应PID控制器,并进行了大量的仿真研究。

针对动平衡测试中要求实时处理大量信息,而现有的基于单独微控制器的智能动平衡测试仪和动平衡机控制箱不易满足该要求的情况,提出了一种将DS--微控制器组对直接应用于智能动平衡仪中子系统设计的方法.介绍了这种方法实现及其数字滤波器的设计,该方法是将DSP与微控制器(即单片机)组成一对主从控制系统,微控制器作为主控器完成全局控制,而利用DSP的快速运算特点来实现动平衡的数字滤波、FFT等.根据该方法所开发的系统可以在动平衡测试中作更多的时域、频域项分析.

对一类迟滞非线性隔振器进行研究,提出了动力模型的建模方法,用此方法建立了钢丝绳隔振器的动态模型.由所建模型重构恢复力-位移回线并与试验回线比较,结果表明:理论回线与试验回线吻合好.用此模型研究这类隔振器的非线性阻尼特性,研究表明:这类隔振器的阻尼随振幅和频率变化,阻尼成分丰富,既有粘性阻尼,又有干摩擦阻尼和'高阶”阻尼.该模型能很好地描述这类非线性隔振器的阻尼特性,这为设计多个宽频工作区来兼顾缓冲、隔振奠定了动力学基础.文中提出的建模方法适用于有非线性特性的隔振、减振器材的建模和刚度及阻尼特性的研究.

基于机器视觉的图像处理方法突破了检测区域的尺寸限制,能满足大口径光学元件表面洁净度检测的需要,但存在光、机、电耦合问题。采用多学科设计优化方法处理学科间的耦合关系,建立了学科间耦合关系和学科耦合分析模型,实现了学科协调;分析了光学系统设计、运动系统设计、结构设计、图像拼接、图像处理和洁净度计算等多学科子系统实现的关键点,建立了满足检测要求的检测系统。

定轴平台支撑架是用于定位、支撑准直光源模块，支撑架的结构稳定性直接决定和影响着仪器本身的动静态精度和检测精度。先对定轴平台的底座和支撑架进行静态力学分析，建立有限元分析三维CAD模型，通过有限元法分析底座和支撑架在载荷下的变形量对装置精度的影响。然后根据结构模态理论，构建支撑架动态振动模型，分析其不同阶次的振动模态频率。考虑对定轴平台固有模态频率要求，改进支撑架结构，分析改进结构后不同阶次振动模态频率。对比支撑架前后不同结构的模态频率，结合装置实际工作环境，以决定采用合适的支撑架结构，从而满足定轴平台工作稳定性要求。

针对液压冗余直驱运动平台,在考虑时变干扰和双缸耦合的情况下建立了非线性数学模型。为了提高机械强耦合的双缸间的同步性能,提出了基于扰动观测器的分级控制方法,该方法将控制设计分成扰动观测器设计、外环位置控制设计、力的控制分配设计以及内环力控制设计4个环节。首先针对作用于横梁的不确定性负载设计了非线性扰动观测器,然后根据横梁的位置姿态得到横梁运动所需的控制律,在结合控制律的控制分配后得到液压缸的期望驱动力,最后使液压缸具有力发生器的特性。经仿真验证,该控制器可以准确估计出负载力的大小,并且能够实现高精度的同步控制与位置跟踪控制。

建立3-PSR并联机构的约束方程,求解3-PSR并联机构的运动学正逆解。在此基础上,求解3-PSR机构的速度雅可比矩阵以进行动力学分析。采用凯恩法建立动力学模型,以动平台位姿为参数,对机构各构件进行受力分析,并转化为3个驱动滑块的等效驱动力。通过对比MATLAB和ADAMS仿真结果,总结了该机构的基本动力学性能。研究结果为研究该机构的工作空间、功率优化等提供了参考。

机械吊在工业与科研中得到广泛应用,但传统机械吊只能实现水平方向平衡。创新地提出了一种由多平行四边形杆组构成的新型空间位置全平衡机械吊,无需增加其他动力源,实现水平与竖直方向的解耦运动,基本平衡负载,达到空间位置全平衡。运用速度瞬心法对其运动特性进行分析,并运用ADAMS进行仿真验证。采用虚功原理及Matlab对该全平衡机械吊进行输入力性能分析和仿真求解,验证了该机械吊在空间位置的全平衡能力。该装置给灵巧搬运机械的设计提供了理论基础。