国家自然科学基金(51275404)
- 作品数：45 被引量：276H指数：10
- 相关作者：刘宏昭原大宁王庚祥刘丽兰刘伟更多>>
- 相关机构：西安理工大学西安工程大学河南科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项陕西省普通高等学校重点学科专项资金建设项目更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术电气工程理学更多>>
- 高速电主轴电磁加载的切向力分析被引量：2
- 2017年
- 非接触电磁加载实现了高速电主轴的动态加载。在动态加载过程中,由于实心加载盘的高速旋转,其内部产生的涡流以及集肤效应会对电磁铁产生的磁场造成影响,而且随着转速的提高,影响更加明显,会导致径向力逐渐减小,并且产生切向力。本文旨在研究电主轴在动态加载时切向力在不同条件下的变化关系,主要利用解析法与有限元法分析计算加载过程中的切向力,其计算结果较吻合。通过分析不同条件下的动态加载过程,发现切向力的变化具有一定规律,切向力会随着转速、电流以及气隙的变化而产生增加或减小的趋势,最终得出了切向力的加载特性规律。
- 张铝镓刘宏昭
- 关键词：高速电主轴有限元
- 三自由度解耦并联机构的综合及性能分析
- 并联机构在具有高精度，高强度等优点的同时，机构的强耦合性使得在机构在进行力学分析以及控制方面相对较难。本文针对机构的强耦合性，研究了机构的解耦特性，通过型综合理论得出一类具有三角化解耦特性的1T2R并联机构。并对其中的一...
- 何延
- 关键词：并联机构力学特性
- 文献传递
- 考虑关节摩擦的3-UPS/PU并联机构模糊自适应滑模控制被引量：5
- 2017年
- 为克服3-UPS/PU并联机构关节摩擦力突变现象带来的跟踪畸变问题,设计了一种模糊自适应滑模控制方法。首先在机构动平台工作空间内建立该机构的整体动力学模型。针对切换型滑模控制驱动力抖振以及自适应滑模控制(ASMC)对摩擦突变较敏感的不足,提出一种模糊自适应滑模控制(FASMC)方法,该方法以自适应理论为基础,可以在线估计包括摩擦在内的系统模型不确定项,自适应增益通过模糊逻辑系统实现了动态调整,相比ASMC可以更准确地逼近摩擦的变化情况,从而更有效地抑制摩擦力突变影响,增强了系统鲁棒性。由于无需依赖具体的摩擦模型以及简单的控制结构,FASMC适用于并联机构这类复杂不确定系统。仿真结果显示,所采取的控制方法能有效估计并克服机构摩擦干扰,提高了机构的控制精度,而且驱动力没有出现抖振现象。
- 张达原大宁刘宏昭
- 关键词：自适应滑模模糊逻辑
- 基于形状上下文匹配方法的有杆抽油系统故障诊断被引量：3
- 2019年
- 针对复杂的井下工况,全面而有效地提取泵功图的细节信息在有杆抽油系统的故障诊断中至关重要。提出基于形状上下文匹配方法来诊断抽油泵的故障。通过抽油杆柱的波动方程将抽油机悬点示功图转化为泵功图;采集泵功图的轮廓点,并利用形状上下文对轮廓点进行描述。计算待诊断泵功图和故障泵功图之间任意两点的匹配代价值,获得代价矩阵。采用回溯法在代价矩阵中搜索最优匹配点集,获得泵功图的匹配代价值,进而诊断出抽油泵的故障类型。结果表明:新方法的诊断结果与实际情况相同,验证了本文中方法的有效性;基于形状上下文匹配方法的匹配代价值的最小对比度明显增大,可以提高故障诊断结果的可靠性。
- 王东宇刘宏昭任慧
- 关键词：形状上下文回溯法
- 一种新型3-UPS/UPR并联机构运动学分析及应用被引量：4
- 2015年
- 在4-SPS/CU并联机构的基础上提出了一种具有空间3个转动和1个移动自由度的新型3-UPS/UPR并联机构。减少了原有机构的奇异位型和对结构参数的限制,使机构的控制方案得以简化;计算了该并联机构的自由度,对其进行了运动学分析,得出了该机构输入与输出之间的映射关系;给出了该机构的位置反解,导出了该机构运动的Jacobian矩阵与Hessian矩阵;分析了该机构的速度、加速度以及工作空间。将此机构运用于人形机器人的颈部关节处,并对机器人头部在完成指定运动形式时机构的运动学性能进行了分析。
- 李坤原大宁王庚祥赵鹏
- 关键词：并联机构运动学HESSIAN矩阵
- 考虑球面副间隙的并联机构动力学模型被引量：16
- 2014年
- 基于连续接触模型研究空间球面副间隙对新型减振平台(4-SPS/CU并联机构)动力学性能影响。将4-SPS/CU并联机构中一条驱动支链与下平台相连球面副间隙视为一刚性无质量杆。建立球面副间隙数学模型及该并联机构含关节间隙的位置方程;利用达朗贝尔原理建立理想4-SPS/CU并联机构动态静力学平衡方程并导出该机构所有关节反力;将理想机构运动副反力位置角近似等于该机构球面副中无质量间隙杆方位角;通过对含关节间隙的驱动支链受力重新分析建立该机构含关节间隙的动力学模型。数值计算、对比分析该并联机构考虑关节间隙与理想关节条件下球面副关节反力随时间变化,分析关节间隙对该并联机构运动学特性及驱动力影响,为该并联机构间隙补偿与控制策略提供理论依据。
- 王庚祥刘宏昭邓培生
- 关键词：动力学
- 多体系统动力学中关节效应模型的研究进展被引量：34
- 2015年
- 在一般的多体系统动力学研究中认为运动关节是理想运动副.然而,实际中的运动关节不仅含有间隙与摩擦,还有间隙引起的关节元素之间的接触碰撞、局部变形和磨损.多体系统动力学中的关节效应不仅引起了系统的振动和噪声,减小了系统的可靠性和寿命,而且损失了系统的精度和稳定性.为此,对近十几年多体系统动力学中关节效应的研究进行了详细分析,总结了关节效应中间隙运动学模型、接触力模型与磨损模型在多体系统动力学中的建模过程.其中,着重分析了多体系统动力学中关节磨损效应的研究进展,并对常用的Reye’s hypothesis和Archard磨损模型进行了比较,详细地分析了Archard磨损模型的演变形式以及主要磨损参数(接触应力,接触面积和滑移距离),特别分析了关键磨损参数接触应力的建模方法,解释了基于Winkler弹性基础理论在求解接触应力时遇到的困难.另外,介绍了4种间隙运动副(转动副、移动副、圆柱副和球面副)的运动学模型.分析了考虑关节磨损多体系统动力学模型的一般建模方法,并以平面五杆机构为例说明了其建模过程.最后,简要地展望了多体系统动力学中关节效应模型的发展趋势以及应用前景.
- 王庚祥刘宏昭
- 关键词：多体系统动力学接触应力
- 考虑球面副间隙的4-SPS/CU并联机构动力学分析被引量：31
- 2015年
- 基于机械系统动力学方程的增广法建立考虑球面副间隙的4-SPS/CU并联机构动力学模型。为了简化该并联机构的动力学模型,通过质量矩的方法视驱动支链为一个整体。根据含间隙球面副元素的接触方式建立该间隙运动副的运动学模型,求出含间隙球面副元素之间的接触变形量与相对接触速度。考虑到接触体之间接触刚度与机械系统动力学模型之间的耦合性,以非线性刚度系数代替Flores接触模型中的常数刚度系数而提出一种改进的接触力模型,并基于该接触力模型利用接触变形量与相对法向接触速度建立间隙运动副元素之间的法向接触力模型,为了保证数值运算的稳定性,采用具有动态修正系数的Coulomb摩擦模型,建立接触体之间的切向接触力模型。进一步把间隙运动副元素之间的接触力转换到该间隙运动副所连接的驱动支链和上平台的质心上,并把该接触力集成到4-SPS/CU并联机构动力学模型的广义力中,从而成功引入了关节间隙效应,采用Baumgarte稳定约束法避免了积分过程中的约束违约问题。通过数值分析预测球面副间隙对4-SPS/CU并联机构动力学性能的影响。
- 王庚祥刘宏昭
- 关键词：动力学
- 基于退化量分布的电主轴可靠性评估被引量：15
- 2014年
- 针对在较短的时间内难以评估高可靠度、长寿命电主轴可靠度的问题,利用基于退化量分布的方法对其可靠性进行评估。首先对电主轴的失效机理进行了分析;然后结合退化量分布的基本原理和退化试验数据对电主轴的可靠性进行评估,分别求出电主轴的4个常用可靠性指标,同时绘制可靠度曲线、失效概率密度曲线以及失效率曲线;最后估计出电主轴的平均寿命和特征寿命。该方法缩短了试验时间,提高了评估精度,对长寿命产品的可靠性研究具有一定的意义。
- 訾佼佼刘宏昭蒋喜刘丽兰
- 关键词：电主轴可靠性
- 过约束与局部自由度对机构关节约束反力可解性的影响被引量：2
- 2014年
- 利用静力学平衡方程研究了一种含局部自由度的4-SPS/CU无过约束并联机构的受力分析。写出了该机构的静力学平衡方程并得出其方程组中方程个数大于未知量的个数,采用局部转换矩阵去掉了该机构中局部自由度对应的力矩平衡方程使原来的超定方程变为静定方程。说明了对机构中局部自由度的预处理提高了静力学平衡方程的求解效率。为了系统的研究过约束和局部自由度对机构静力学平衡方程的影响,分别讨论了2阶至5阶过约束机构静力学平衡方程的可解性与机构中过约束与局部自由度的关系,制定了机构中局部自由度和过约束的判定方法。证明了机构中过约束与局部自由度对机构静力学平衡方程的可解性影响具有一般性,为机构的关节约束反力求解提供了理论基础。
- 王庚祥刘宏昭原大宁
- 关键词：静力学过约束
