检索结果-内蒙古大学图书馆

液压与气动 2023年第12期47卷 41-48页

作者：钱涤非程敏张付张军辉徐兵浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

现有的重载液压机械臂自由度多,执行的任务繁复多样,利用外骨骼来对其进行遥操作能够提高机械臂控制的精准性和直观性,有着不可替代的优势。根据人上肢穿戴性需要进行设计会导致外骨骼与机械臂之间的结构异构,从而出现主从运动学不匹配... 详细信息

现有的重载液压机械臂自由度多,执行的任务繁复多样,利用外骨骼来对其进行遥操作能够提高机械臂控制的精准性和直观性,有着不可替代的优势。根据人上肢穿戴性需要进行设计会导致外骨骼与机械臂之间的结构异构,从而出现主从运动学不匹配的情况。基于四自由度外骨骼和七自由度冗余液压机械臂之间的主从控制,提出了一种适用于主从异构遥操作的笛卡尔-关节空间相似性映射方法,解决了二者自由度数量、自由度配置、可达工作空间等差异对主从控制一致性带来的问题。考虑控制需求和液压驱动特性,定义了主从异构遥操作下的相似性映射条件和关节运动约束条件,提出使用加权增广变系数雅克比矩阵的方法来满足操作者与从端机械臂之间额外映射关系,并给出了其中关节速度限制系数的选取条件。搭建了系统的机-液耦合仿真模型进行了验证。结果表明:提出的方法可以提高液压机械臂主从异构遥操作的灵活性和直观性,进而令液压机械臂更好地根据主端指令完成复杂的空间任务。

关键词：运动学映射冗余液压机械臂遥操作控制

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基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构设计与应用

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第1期36卷 33-46页

作者：冯毅雄杨晨胡炳涛赖颢善石莹宋光敏汪勇谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州3100272 联通(浙江)产业互联网有限公司杭州3111993 浙江中控技术股份有限公司杭州310053

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述... 详细信息

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述了该架构的运行机制和所涉及的关键技术;在此基础上,进行PLC系统的云化部署和调试,实现了工业现场、企业数据中心、5G网络和边缘网络的集成;最后,通过在某汽车制造公司产线改造过程中的应用,验证了所提架构的有效性.

关键词： 5G 边缘计算云化PLC(可编程逻辑控制器) 架构设计

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高速湿式离合器摩擦片表面微织构优化设计

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汽车工程 2024年第2期46卷 320-328页

作者：张琳蒙华冯宇赵晓龙魏超严运兵武汉科技大学汽车与交通工程学院武汉430081 浙江大学流体动力基础件与机电系统国家重点实验室杭州310027 特种车辆设计制造集成技术全国重点实验室包头014030 北京理工大学坦克传动国防科技重点实验室北京100081

湿式离合器是车辆传动系统核心元件,在高速分离状态下易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦,由此引起离合器带排转矩的急剧增大,影响其传动效率和可靠性。因此,本文以降低离合器高速段碰摩带排转矩为目标,对摩擦片表面微织构进行了优化设... 详细信息

湿式离合器是车辆传动系统核心元件,在高速分离状态下易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦,由此引起离合器带排转矩的急剧增大,影响其传动效率和可靠性。因此,本文以降低离合器高速段碰摩带排转矩为目标,对摩擦片表面微织构进行了优化设计。首先提出了摩擦片表面任意微织构形线参数化建模方法;然后选取了微织构的数量、深度、周向占比、径向占比和形线参数,构建了微织构优化的设计变量、约束条件和优化目标函数,通过将试验设计、模拟近似模型和搜索寻优相结合,建立了摩擦片表面微织构优化设计模型;最后进行了微织构优化前后的带排转矩对比试验。结果表明优化后的微织构可显著降低高速段碰摩带排转矩,并大幅推迟摩擦副高速碰摩现象出现的线速度。

关键词：湿式离合器流固耦合碰撞摩擦带排转矩优化设计

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混凝土泵车泵控系统建模仿真与特性分析

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 106-118页

作者：黄明辉王照卓潘晴李毅波文晨阳中南大学机电工程学院/高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

针对混凝土泵车系统中的关键核心液压元部件柱塞泵进行数字化建模仿真和验证分析。以锥形缸体斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,在对其运动规律和工作原理分析的基础上,采用空间几何的方法表征柱塞运动学特性和流量特性,利用AMESim仿真软件... 详细信息

针对混凝土泵车系统中的关键核心液压元部件柱塞泵进行数字化建模仿真和验证分析。以锥形缸体斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,在对其运动规律和工作原理分析的基础上,采用空间几何的方法表征柱塞运动学特性和流量特性,利用AMESim仿真软件建立变量泵体柱塞模型。基于变量泵恒功率控制、恒压力控制及电液比例控制变排量原理等的分析,建立了包含泵体柱塞模型、配流盘配流模型、滑靴模型、变量机构模型等子模型的功率-压力-电比例复合控制变量泵AMESim仿真数字化模型。通过对斜盘倾角、电机转速、系统负载及控制电流的组合控制,研究了柱塞泵出口流量特性、压力排量特性、电流排量特性以及瞬态响应特性。研究结果表明:采用所建立的液压泵数字化模型所获得仿真特性曲线与测试结果吻合度较高,压力排量特性与电流排量特性预测的最大相对误差分别为6.31%和7.73%,从而验证了模型的准确性,为工程机械数字孪生和性能优化升级提供了模型支撑。

关键词：斜盘式轴向柱塞泵锥形缸体恒功率控制恒压力控制电液比例控制 AMESim

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锥形缸体球面配流副润滑特性建模及试验验证

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中国机械工程 2022年第20期33卷 2420-2428,2436页

作者：叶绍干赖伟群侯亮卜祥建厦门大学机电工程系厦门361002 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

配流副油膜的润滑特性对轴向柱塞泵的可靠运行有重要影响。建立了锥形缸体球面配流副油膜润滑特性仿真模型,并通过试验验证了模型的有效性。对锥形缸体进行受力分析,通过对柱塞滑靴组件运动学和受力的分析,求解得到柱塞滑靴组件对锥形... 详细信息

配流副油膜的润滑特性对轴向柱塞泵的可靠运行有重要影响。建立了锥形缸体球面配流副油膜润滑特性仿真模型,并通过试验验证了模型的有效性。对锥形缸体进行受力分析,通过对柱塞滑靴组件运动学和受力的分析,求解得到柱塞滑靴组件对锥形缸体的作用力;通过对球面配流副油膜厚度分布和压力分布的分析,求解得到球面配流副对锥形缸体的油膜支承力;采用有限容积法对油膜进行离散化处理,通过牛顿迭代法数值求解球面配流副油膜润滑特性和锥形缸体运动方程;开展轴向柱塞泵高压稳态试验和轮廓扫描试验,获得不同稳态试验时长的球面配流盘磨损形貌,对比球面配流盘磨损轮廓与仿真得到的油膜厚度分布和压力分布。研究结果表明,仿真得到的油膜厚度较小区域与配流盘主要磨损区域相近,验证了锥形缸体球面配流副油膜润滑模型的有效性。

关键词：轴向柱塞泵锥形缸体球面配流副润滑特性

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考虑变摩擦和声软化效应的超声焊接多场耦合模拟与分析

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机械工程学报 2025年第2期61卷 86-96页

作者：胡伟飞邓晓豫张桐舟刘振宇谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310027 浙江大学机械工程学院杭州310027

超声焊接作为一种固相连接技术,广泛用于功率半导体的封装工艺中。针对试验观测方式难以研究超声焊接复杂瞬态过程及其连接机理的难题,建立了一个“声-热-力”多场耦合的三维有限元模型来研究这一复杂动态过程,考虑了热和摩擦的双向耦... 详细信息

超声焊接作为一种固相连接技术,广泛用于功率半导体的封装工艺中。针对试验观测方式难以研究超声焊接复杂瞬态过程及其连接机理的难题,建立了一个“声-热-力”多场耦合的三维有限元模型来研究这一复杂动态过程,考虑了热和摩擦的双向耦合作用,在热软化的基础上引入了超声对材料的软化效应,并使用模拟得到的工件振幅来动态更新声软化系数,提高了有限元模型的准确性。基于该耦合模型,进一步探究了金属超声焊接过程中工件振幅传递、温度场分布以及塑性变形等复杂机械行为,并分析了振幅、压力等工艺参数对焊接过程的影响。结果表明,工件温度和塑性变形的模拟结果与实测数据吻合较好;超声振动能量在工件间传递存在衰减;工件焊接区域中心温度明显高于焊接边缘温度,但仍远低于材料熔化温度;热和声软化对工件塑性变形均有显著作用,其中声软化的贡献率约为38%。此外,超声焊接工艺参数对焊接过程有较大影响,对改善焊接质量具有潜在意义。

关键词：超声焊接多物理场耦合振幅传递温度场分布塑性变形

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基于多级数据融合的核电站运行功能健康状态评估

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机械工程学报 2024年第4期60卷 200-211页

作者：蒋翔宇冯毅雄洪兆溪胡炳涛司恒远谭建荣浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025 浙江大学宁波科创中心宁波315100 深圳中广核工程设计有限公司深圳518172

随着新一代信息技术和人工智能技术与工业日益深度的融合协作,工业系统的运维从传统的人工定期运维向基于状态的智能维护迈进,其中健康状态评估作为智能运维的关键环节,通过源源不断的数据对系统的演化进行持续感知分析,为预测性维护提... 详细信息

随着新一代信息技术和人工智能技术与工业日益深度的融合协作,工业系统的运维从传统的人工定期运维向基于状态的智能维护迈进,其中健康状态评估作为智能运维的关键环节,通过源源不断的数据对系统的演化进行持续感知分析,为预测性维护提供决策支持。以核电站为研究对象,提出面向多部门协同环境下设备-系统-子功能-功能多层级融合的健康状态评估框架。针对工业系统控制的设备群具有大量状态参数的特点,提出基于偏差赋权的加权平均融合算子融合设备级参数,可快速定位并突出异常设备参数,避免评估结果因融合参数较多而展现“健康”假象;鉴于系统在不同健康状态下样本数据量的差异,提出考虑不平衡样本的非对称多分类学习方法融合系统健康值,多个健康等级之间通过信息有向迁移建立可自学习优化的健康评估模型,实现子功能健康状态及时自感知评估;最后基于集成学习融合多个子功能所属的健康评估器,得到宏观的运行功能健康状态评估决策。在提出的框架指导下对核电站反应性功能进行逐级健康状态评估,验证所提方法的有效性。

关键词：工业系统健康状态评估数据融合核电站基于状态的维护

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微小流量旋转直驱伺服阀传控特性分析与优化

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 805-814页

作者：陆亮徐寅鹏李梦如张小洁凌扬洋李鸿向同济大学机械与能源工程学院上海201804 流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310007 江苏金陵智造研究院有限公司江苏南京210006

针对无人机、战术弹、支线民航等小型飞行器航空发动机燃油计量系统与推力矢量系统微小流量的伺服控制需求,就旋转直驱伺服阀偏心球副传动接口与非全周节流阀口等关键结构进行了尺寸约束设计分析,并就节流阀口宽度、球副偏心距以及驱动... 详细信息

针对无人机、战术弹、支线民航等小型飞行器航空发动机燃油计量系统与推力矢量系统微小流量的伺服控制需求,就旋转直驱伺服阀偏心球副传动接口与非全周节流阀口等关键结构进行了尺寸约束设计分析,并就节流阀口宽度、球副偏心距以及驱动电机转动惯量等重要参数进行了优化分析,给出了伺服阀结构设计的优化区间。在此基础上,研究提出了电机转角与电流双闭环控制方法,幅频响应实测结果与理论分析较为一致,200 Hz以上高频响应满足实际需求,且双闭环控制方法大幅降低了伺服阀响应超调并提升了稳定性。

关键词：旋转直驱伺服阀微小流量传动与控制建模分析设计优化

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宏微复合驱动XY工作台解耦设计与实验研究

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中国机械工程 2025年

作者：喻曹丰杨坤沈刚肖志豪王宁安徽理工大学机电工程学院浙江大学流体动力基础件与机电系统国家重点实验室

为满足高端装备制造领域对高性能XY工作台的需求，提出了一种具有大行程和高精度特性的宏微复合驱动XY工作台设计方案。首先，设计了一种新型的串并联混合解耦导向机构，并基于键合图理论，建立了工作台的动力学模型；其次，将有限元法... 详细信息

为满足高端装备制造领域对高性能XY工作台的需求，提出了一种具有大行程和高精度特性的宏微复合驱动XY工作台设计方案。首先，设计了一种新型的串并联混合解耦导向机构，并基于键合图理论，建立了工作台的动力学模型；其次，将有限元法与响应面法结合，优化了宏微复合驱动器(Macro-Micro Composite Actuator， MMCA)的输出力和宏动误差补偿量；然后，采用静力学和模态分析，获得了工作台的有效负载能力和振动特性；最后，加工工作台样机，搭建实验测试平台进行测试。结果显示：优化后的MMCA在电流为4 A时，输出力为135 N，宏动误差补偿量为34 μm，较优化前分别增加了32.61%和12.1%；工作台的工作范围为49.94 mm×50.04 mm，X方向和Y方向的交叉耦合率分别为0.0511%和0.0549%；在未采用微动补偿情况下进行1 mm、20 mm与49 mm宏动大行程定位测试，两方向的稳态位移误差均小于20 μm；当采用微动补偿进行49 mm大行程定位时，X方向与Y方向的最大误差分别为0.25 μm和0.21 μm；在分辨力实验中，X方向与Y方向的分辨力分别达到59 nm和56 nm。研究结果表明，提出的宏微复合驱动XY工作台具有大行程、低交叉耦合率和高分辨力等优点，为高端装备制造领域提供高性能XY工作台奠定了理论与技术基础。

关键词： XY工作台混合解耦键合图响应面法精密定位

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基于负载口独立的液压式波浪能转换器捕获性能研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 386-397页

作者：刘常海赵志学胡敏燕浩杨庆俊包钢曾亿山合肥工业大学机械工程学院合肥230009 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型,结合实际海域波浪的特点,在不规则波下对其动力响应进行研究,探究... 详细信息

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型,结合实际海域波浪的特点,在不规则波下对其动力响应进行研究,探究不规则波浪参数和液压提能系统参数对装置捕获性能的影响规律。结果表明,基于负载口独立的液压式波浪能提能系统,可较大程度地提高装置的捕获性能;在同一峰值波浪周期下,有义波高越大装置的捕获宽度比越大;在同一有义波高下,随着峰值波浪周期的增大,捕获宽度比先增大后减小;随着液压缸活塞面积、液压缸铰接距离和发电机等效阻尼系数的增大,捕获宽度比增大;随着液压缸活塞杆面积与活塞面积比、液压马达排量的增大,捕获宽度比减小;高压蓄能器预充气压力对捕获宽度比几乎无影响,高压蓄能器初始体积越大,捕获宽度比略减小。

关键词：负载口独立液压系统波浪能提能系统捕获性能

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