检索结果-内蒙古大学图书馆

液压与气动 2023年第6期47卷 11-18页

作者：刘刚张红王晓磊程敏苏琦陈国栋中广核研究院有限公司深圳518000 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 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

重载冗余机械臂具有动作灵活,载重大等特点,非常适合消防、地震救援等复杂现场。然而,现有机械臂控制方式存在控制难度大、硬件要求高、控制效果差等问题。目前,针对这些问题的有效控制方式是末端控制,对此,分析了两种面向机械臂末端进... 详细信息

重载冗余机械臂具有动作灵活,载重大等特点,非常适合消防、地震救援等复杂现场。然而,现有机械臂控制方式存在控制难度大、硬件要求高、控制效果差等问题。目前,针对这些问题的有效控制方式是末端控制,对此,分析了两种面向机械臂末端进行速度控制的算法——梯度投影法和分解速率法。针对重载冗余机械臂进行数学建模,运用MATLAB对两种控制算法进行了仿真验证,并比较了两种算法的可操作性。分析结果表明,梯度投影法和分解速率法总体上都能较好实现重载冗余机械臂的控制,分解速率法在误差控制方面更好,而梯度投影法在可操作性方面更强。这两种末端控制算法为下一步建立双臂重载救援机器人的操控策略和实际的应用末端控制提供了理论基础。

关键词：重载冗余机械臂末端操控可操作性

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超高压斜盘式轴向柱塞泵柱塞副摩擦界面油膜固液耦合作用特性研究

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机械工程学报 2022年第20期58卷 438-452页

作者：胡敏高鹏闵思婕刘睿丘天祥曾亿山刘常海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 安徽博一流体传动股份有限公司合肥230009

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基... 详细信息

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基于变形矩阵法的固液耦合作用求解方法,该方法基于有限容积法解算油膜流体润滑方程,基于有限元法实现摩擦界面变形计算节点规则化设置及变形矩阵精准计算,在此基础上建立柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值计算模型,针对采用软硬配对的柱塞副63 MPa超高压工况下的摩擦界面油膜固液耦合作用特性进行研究,结果表明:固液耦合作用有助于减小柱塞副处轴向黏性摩擦力和泄漏流量,一个周期内柱塞副总周向黏性摩擦力大小基本不变但分布更为集中,导致产生了更大峰值的瞬时摩擦力;显著的结构变形产生于柱塞副摩擦界面两端局部位置处,因而对泄漏流量不造成影响,在超高压工况下经过软硬配对跑合,固液耦合作用有助于原本标准柱形铜套孔形成类似“喇叭口”的一种微观形貌,增大了柱塞与铜套孔的接触面积,增强了密封超高压油的能力,降低了接触应力。建立的模型及研究结果可为轴向柱塞泵超高压化设计提供指导。

关键词：轴向柱塞泵柱塞副超高压固液耦合作用弹性流体动压润滑

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液控单向阀配流高压马达配流阀口节流特性分析与流场仿真研究

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液压与气动 2023年第12期47卷 99-106页

作者：罗涛郭桐林添良陈其怀任好玲刘建平华侨大学机电及自动化学院福建厦门361021 浙江大学流体传动与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 福建省移动机械绿色智能驱动与传动重点实验室福建厦门361021

配流机构的节流压力损失和泄漏是影响液压马达动态性能的重要因素。针对液控单向阀配流液压马达的配流过程中阀芯的运动特性及其流场特性开展研究。基于液控单向阀配流液压装置,分析其配流阀阀芯运动特性,利用AMESim搭建液控单向阀模型... 详细信息

配流机构的节流压力损失和泄漏是影响液压马达动态性能的重要因素。针对液控单向阀配流液压马达的配流过程中阀芯的运动特性及其流场特性开展研究。基于液控单向阀配流液压装置,分析其配流阀阀芯运动特性,利用AMESim搭建液控单向阀模型,探究不同负载压力下、不同阀芯结构下,液控单向阀其阀芯运动特性;利用Fluent软件,研究阀芯开启过程中的节流压降以及流场流速情况。结果表明:在液阻孔以及阀芯小端直径一定时,阀芯小端直径与阀芯大端直径比值越接近1,其阀芯响应时间缩短,在高负载压力下,其阀芯响应也更快。在阀口输入流量为40 L/min时,其阀口前后压差为1.3 MPa,用于为高压低速大扭矩马达配流是可行的。

关键词：液压马达液控单向阀配流 CFD 配流特性流场分析

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内曲线径向柱塞马达导轨曲线的优化设计

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华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第10期49卷 30-35页

作者：张小龙张军辉张红娟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 宁波斯达弗液压传动有限公司浙江宁波315808

针对内曲线径向柱塞马达内部的冲击问题,提出了一种基于遗传算法的高阶导轨曲线优化设计方法.首先,在考虑惯性力及摩擦力的情况下,建立了导轨的最大接触应力数学模型,并以其最小值作为适应度函数,以无冲击、低脉动作为约束条件,利用遗... 详细信息

针对内曲线径向柱塞马达内部的冲击问题,提出了一种基于遗传算法的高阶导轨曲线优化设计方法.首先,在考虑惯性力及摩擦力的情况下,建立了导轨的最大接触应力数学模型,并以其最小值作为适应度函数,以无冲击、低脉动作为约束条件,利用遗传算法对曲线的系数进行求解.然后,以求解的10阶、11阶导轨曲线为例,对比分析了两者的曲线特性及轨道的反作用力、最大接触应力和马达的脉动率.通过分析对比可知:该设计方法所得到的曲线与常用的等加速导轨曲线相比更光滑、无冲击;与无冲击的修正心形线导轨曲线相比,马达脉动率更低.因此,该导轨曲线设计方法可为对冲击和噪声要求较高的内曲线径向柱塞马达的优化设计提供参考.

关键词：内曲线径向柱塞马达导轨曲线遗传算法低噪声优化设计

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内曲线径向柱塞马达滚柱-柱塞配合间隙优化

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华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第8期49卷 8-13页

作者：张小龙张军辉方梓帆赵崇碧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 宁波斯达弗液压传动有限公司浙江宁波315808

针对内曲线径向柱塞马达的泄漏和磨损问题,在考虑黏压效应、空化效应、油液压缩性及油沟压力与油膜边界压力的耦合作用下,对滚柱-柱塞摩擦副之间的动静压混合润滑油膜建立非稳态的弹流润滑仿真模型.基于该模型,对比分析了不同的配合间... 详细信息

针对内曲线径向柱塞马达的泄漏和磨损问题,在考虑黏压效应、空化效应、油液压缩性及油沟压力与油膜边界压力的耦合作用下,对滚柱-柱塞摩擦副之间的动静压混合润滑油膜建立非稳态的弹流润滑仿真模型.基于该模型,对比分析了不同的配合间隙尺寸对油膜特性及泄漏的影响.结果表明:减小配合间隙可以降低空化、减小泄漏、提高油沟的静压支撑作用,增加配合间隙则可以提高油膜的动压效应.综合考虑最小油膜厚度、泄漏量和空化三个因素,滚柱-柱塞配合间隙的最优值为0.03 mm.

关键词：内曲线径向柱塞马达滚柱-柱塞摩擦副非稳态弹流润滑油膜特性泄漏

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脐带缆拉弯组合疲劳试验机恒拉力控制

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哈尔滨工程大学学报 2021年第5期42卷 632-640页

作者：王贤成李伟刘毅闻中翔浙江大学流体动力传动与控制国家重点实验室浙江杭州310027 宁波大学科学技术学院浙江宁波315100 浙江大学宁波理工学院浙江宁波315100

由于深海脐带缆的变拉伸刚度特性、卧式加载条件下脐带缆过长、疲劳试验机弯曲端伸缩状态切换而引入冲击噪声等因素,导致恒拉力控制难度高、精度低。在对疲劳试验机控制系统研究的基础上,将模型参考自适应控制算法应用于该试验机的恒拉... 详细信息

由于深海脐带缆的变拉伸刚度特性、卧式加载条件下脐带缆过长、疲劳试验机弯曲端伸缩状态切换而引入冲击噪声等因素,导致恒拉力控制难度高、精度低。在对疲劳试验机控制系统研究的基础上,将模型参考自适应控制算法应用于该试验机的恒拉力控制系统中。针对液压系统中存在的非线性时变参数,提出了自适应线性神经网络与归一化最小均值M估计(ADALINE-NLMM)的自适应控制策略。其利用系统估计的输出误差调整自适应的神经网络的权值,同时利用最小均值M估计算法调整系统中的不确定参数。根据液压系统内部频率变化而跟踪参考模型的输出,削弱脉冲噪声的干扰,提高了控制系统的鲁棒性。不同弯曲角度下脐带缆的静态拉伸试验表明:系统的静态跟踪误差最大不超过3%,平均跟踪误差接近0.3%。一定角度范围内动态拉伸试验表明,脐带缆拉伸端施加恒定的拉力的控制误差不超过10%。结果表明:提出的模型具有良好的恒拉力控制精度和鲁棒性。

关键词：脐带缆恒拉力控制器自适应系统神经网络最小均值算法深海设备疲劳寿命动态缆

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基于遗传算法的小型化液压油源用错列翅片式换热器优化研究

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机械工程学报 2021年第24期57卷 49-57页

作者：彭敬辉张亚运徐阳杨睿袁立鹏李松晶哈尔滨工业大学流体控制及自动化系哈尔滨150001 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

紧凑、轻量化、高效节能型换热器对高端移动装备中液压油源的小型化至关重要。基于不同普朗特数流体的换热和流动阻力经验关联式设计并优化了一种矩形错列翅片式换热器。推导出相关质量、出口温度和压力损失的函数模型,通过灵敏度分析... 详细信息

紧凑、轻量化、高效节能型换热器对高端移动装备中液压油源的小型化至关重要。基于不同普朗特数流体的换热和流动阻力经验关联式设计并优化了一种矩形错列翅片式换热器。推导出相关质量、出口温度和压力损失的函数模型,通过灵敏度分析研究关键参数对目标函数的影响,从而评估各变量对换热器综合性能的贡献度。在此基础上,利用遗传算法对换热器的关键参数进行优化。同时,通过数值模拟研究优化前后换热器的流动特性和换热性能。结果表明,理论计算与数值仿真结果吻合良好。优化后换热器质量减小25.79%,换热器降温幅度提高25.24%。研究成果对液压油源的小型化和轻量化具有积极的促进作用。

关键词：小型化油源换热器遗传算法优化设计数值模拟

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基于迭代学习算法的柔性针轨迹规划

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机械工程学报 2021年第11期57卷 128-137页

作者：李沐蓉雷勇黄成胡英达杜世伦关昊天高德东浙江大学流体动力与机电控制国家重点实验室杭州310027 青海大学机械工程学院西宁810016

轨迹规划在机器人辅助柔性针穿刺中有着重要作用。在针-组织交互大变形下,针-组织耦合模型可以对由于针组织交互作用产生的针轨迹误差进行预测。提出一种基于迭代学习的轨迹规划算法:首先在离线状态下,基于可达域理论生成刚性空间下的... 详细信息

轨迹规划在机器人辅助柔性针穿刺中有着重要作用。在针-组织交互大变形下,针-组织耦合模型可以对由于针组织交互作用产生的针轨迹误差进行预测。提出一种基于迭代学习的轨迹规划算法:首先在离线状态下,基于可达域理论生成刚性空间下的初始路径集,并通过遗传模拟退火优化算法选择出最优路径;再基于针-组织耦合力学模型对柔性空间的针挠曲、组织形变进行预测,并根据偏差预测值和迭代学习算法不断修正柔性空间中的针控序列以满足穿刺精度要求,最后得到最优规划参数并且对针轨迹规划算法中的参数进行全局敏感性分析;最后,搭建了针穿刺试验台对提出的针轨迹算法进行验证,试验结果表明算法的轨迹平均误差小于0.45 mm。

关键词：迭代学习控制针轨迹规划微创针穿刺柔性针

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模块化CC/CV变换器及其控制策略

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机械工程学报 2020年第14期56卷 196-206页

作者：肖洒李德骏陈燕虎杨灿军金波浙江大学流体传动与机电系统国家重点实验室杭州310027

为实现长期深海观测,并充分利用恒流输电海底观测网抵抗输电缆短路故障能力强,可靠性高,鲁棒性好等优点,设计并实现了海底观测网多模块恒流变换器。综合考虑系统体积、电能变换效率、可靠性以及输入输出电压和功率等级等多方面因素,提... 详细信息

为实现长期深海观测,并充分利用恒流输电海底观测网抵抗输电缆短路故障能力强,可靠性高,鲁棒性好等优点,设计并实现了海底观测网多模块恒流变换器。综合考虑系统体积、电能变换效率、可靠性以及输入输出电压和功率等级等多方面因素,提出采用推挽拓扑和输入串联输出并联的多模块堆叠结构的恒流转恒压电能变换系统(CC/CV)。针对恒流输电系统稳定性特性问题,分析设计用于功率补偿作用的功率平衡器,并对基于共占空比的功率平衡器控制策略进行研究。设计出在低频段具有高增益,在中频段具有足够相位裕量,在高频段能有效抑制高频干扰功能的补偿控制器以获得更佳的控制效果。在实验室环境下验证了CC/CV电能变换技术,测试结果验证了各模块间的兼容性和系统整体的可靠性,为今后研究和建设长期实用型的多节点恒流输电缆系海底观测网提供了理论依据和技术支持。

关键词：海底观测网恒流输电功率平衡

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外肢体机器人研究综述

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浙江大学学报（工学版） 2021年第2期55卷 251-258页

作者：刘德斌王旦陈柏王尧尧宋立瑶南京航空航天大学直升机传动技术国防科技重点实验室江苏南京210016 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

阐述外肢体机器人(SRLs)的研究背景和研究意义.介绍外肢体机器人的概念,将外肢体机器人按照功能分为辅助操作外肢体与辅助支撑外肢体.针对不同结构类型与结构柔性的2类外肢体机器人总结研究现状.就外肢体机器人人机一体化特性带来的结... 详细信息

阐述外肢体机器人(SRLs)的研究背景和研究意义.介绍外肢体机器人的概念,将外肢体机器人按照功能分为辅助操作外肢体与辅助支撑外肢体.针对不同结构类型与结构柔性的2类外肢体机器人总结研究现状.就外肢体机器人人机一体化特性带来的结构轻量化、安全性、人机协作、抗干扰能力四方面对外肢体机器人的研究要点进行分析.对外肢体机器人未来的发展趋势进行总结与展望.

关键词：外肢体机器人人机协作辅助操作辅助支撑

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