检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2022年第18期58卷 133-140页

作者：申慧敏葛瑞康顾晓伟蔡晓童甘屹杨赓上海理工大学机械工程学院上海200093 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

作为人类与外界环境互动的重要自然媒介,手具有高度的灵活性和复杂性,高效准确的手部动作和姿态识别对实现基于手部的人-机-环境共融具有重要意义。针对手部显著的个体差异特性,提出基于磁-惯性传感信息融合技术的个性化手指单元参数化... 详细信息

作为人类与外界环境互动的重要自然媒介,手具有高度的灵活性和复杂性,高效准确的手部动作和姿态识别对实现基于手部的人-机-环境共融具有重要意义。针对手部显著的个体差异特性,提出基于磁-惯性传感信息融合技术的个性化手指单元参数化模型构建方法,为实现精准的人-机-环境感知和共融提供技术支持。结合手部的指骨生物构造约束,建立手指单元运动学模型;通过结构化磁场标记技术,搭建磁-惯性信息融合的手指单元全姿态反演系统,完成个性化手指单元参数化模型构建。通过对不同志愿者手指单元开展连续路径对比试验以及单点定位精度验证试验,证明提出的基于磁-惯性传感信息融合技术的个性化手指单元全姿态信息反演方法定位精度分布在[1.43,2.81]mm。

关键词：灵巧手手指单元磁-惯性传感信息融合全姿态反演

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基于改进切换增益自适应率的欠驱动USV滑模轨迹跟踪控制

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浙江大学学报（工学版） 2022年第3期56卷 436-443页

作者：于瑞徐雪峰周华杨华勇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 天津航海仪器研究所九江分部江西九江332007

针对参数的不确定性和外界干扰的非线性给欠驱动无人艇(USV)的精确轨迹跟踪控制带来的挑战,提出基于改进切换增益自适应率(ISGA)的欠驱动USV滑模轨迹跟踪控制算法.该算法结合反步法和PI滑模控制,以保证欠驱动USV跟踪并保持期望的轨迹;... 详细信息

针对参数的不确定性和外界干扰的非线性给欠驱动无人艇(USV)的精确轨迹跟踪控制带来的挑战,提出基于改进切换增益自适应率(ISGA)的欠驱动USV滑模轨迹跟踪控制算法.该算法结合反步法和PI滑模控制,以保证欠驱动USV跟踪并保持期望的轨迹;采用基于理想增益的ISGA算法,以提高系统的鲁棒性和抑制滑模抖振现象.借助李雅普诺夫直接法证明轨迹跟踪控制系统的全局指数稳定性.仿真结果显示,所提算法具有鲁棒性强、滑模抖振弱和控制精度高等优点.相较2种先进的轨迹跟踪控制算法,所提算法的位姿控制精度提高超过25.0%.

关键词：欠驱动无人艇改进切换增益自适应率(ISGA) 滑模控制轨迹跟踪指数收敛

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基于数字孪生的掘锚一体机实时状态映射

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湖南大学学报(自然科学版) 2022年第2期49卷 1-12页

作者：胡伟飞方健豪刘飞香陈炜镒刘振宇廖金军谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江大学机械工程学院中国铁建重工集团股份有限公司

数字孪生是一种实现复杂装备在物理世界与信息世界互联融合的新兴技术,在复杂装备模拟仿真、监控分析、诊断预测、优化控制等方面有着广阔的应用前景.本文以掘锚一体机为对象,对复杂装备数字孪生运动与建模分析、数据传递及双向映射开... 详细信息

数字孪生是一种实现复杂装备在物理世界与信息世界互联融合的新兴技术,在复杂装备模拟仿真、监控分析、诊断预测、优化控制等方面有着广阔的应用前景.本文以掘锚一体机为对象,对复杂装备数字孪生运动与建模分析、数据传递及双向映射开展了研究.在数字孪生行为一致性方面,基于历史物理仿真数据库与实时驱动数据,实现了掘锚一体机运动学快速仿真分析.同时,提出了掘锚一体机数字孪生几何模型库构建技术,通过有限状态机、快速布尔运算等方法实现了掘锚一体机状态镜像映射,以及运动过程中服役环境实时仿真.此外,在实时状态映射方面,提出了掘锚一体机数字孪生虚实映射技术,通过在线采集与传递孪生数据,实现了基于异步传输的信息实时传递.对于掘锚一体机整机抬升、进给、挖掘、煤渣拢料等运动过程,数据处理平均延迟时间小于10-2ms,运动学插值处理数据误差小于3%,开发的掘锚一体机数字孪生仿真帧率达到74.3帧/s,实现了融合服役环境的掘锚一体机实时状态映射与作业流程实时在线监测.

关键词：数字孪生实时状态映射掘锚一体机数据驱动

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基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法

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机电工程 2024年第1期41卷 1-10页

作者：任中永许顺海龚国芳张鹏王一博刘尚中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 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

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动... 详细信息

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解新方法。首先,对滑靴副的受力平衡机理进行了分析,并构建了柱塞泵运动学和动力学模型;然后,构建了柱塞泵整泵流场仿真模型,求解了包含滑靴底部支撑力、柱塞腔压力等在内的滑靴副支撑动态边界,并采用容积效率试验数据验证了整泵流场仿真的准确性;最后,建立了滑靴副油膜承载模型,分析了滑靴副油膜支撑特性,提出了基于插值计算理论的柱塞泵滑靴副油膜承载尺度动态求解方法,对1600 r/min与600 r/min两种典型工况的滑靴副油膜动态进行了计算。研究结果显示:大排量柱塞泵转速为1600 r/min时,柱塞惯性力导致高压侧油膜厚度进一步减薄,高压转低压过程中,柱塞腔内出现压力骤降,使滑靴副油膜无法形成,导致滑靴与斜盘发生刚性接触,在该区域内发生异常磨损;而在低转速工况(600 r/min)时,滑靴底面能够有效形成油膜,保证柱塞泵低速运行的可靠性。这表明基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法可以快速地对不同工况下的柱塞泵滑靴副油膜厚度进行求解。

关键词：工程机械盾构机容积泵滑靴副支撑特性油膜厚度动态特性柱塞泵动力学分析线性插值

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面向“互联网+”定制产品的智能适应性设计研究

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机械工程学报 2023年第12期59卷 109-125页

作者：胡炳涛冯毅雄刘继红郭伟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 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 天津大学机械工程学院天津300350

在“互联网+”环境下,用户可以深度参与产品的设计、制造和运维等全生命周期过程,对定制产品的个性化需求程度不断提高。随着定制生产的方式在制造业中占比逐渐增加,如何适应互联网上来源广泛、形式各异的客户需求,提高产品定制设计的... 详细信息

在“互联网+”环境下,用户可以深度参与产品的设计、制造和运维等全生命周期过程,对定制产品的个性化需求程度不断提高。随着定制生产的方式在制造业中占比逐渐增加,如何适应互联网上来源广泛、形式各异的客户需求,提高产品定制设计的智能化水平,推动产品生产模式由均质化向定制化转变,成为“互联网+”定制产品设计需要解决的关键问题。为此,总结“互联网+”环境下定制产品适应性设计的基本原理,提出面向“互联网+”定制产品的智能适应性设计架构,阐述该架构涉及到的三项关键技术,包括全生命周期多模态数据统一表征、需求数据驱动的产品功能-行为-结构映射和变更数据驱动的设计更改路径演化与决策。最后以某型号液压机为例,根据互联网定制客户需求对其油箱进行智能适应性设计,证明所提方法的有效性,为“互联网+”定制产品的设计理论发展提供了参考。

关键词：互联网+ 定制产品适应性设计智能设计数据驱动

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碳纤维复合材料结构件自动铺放技术与装备研究进展

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机械工程学报 2023年第20期59卷 401-435页

作者：柯映林曲巍崴李江雄程亮柯臻铮吴剑波祝建彬杨迪杨倩蔡志嘉王青朱伟东董辉跃徐强俞慈君王庆涛倪佐僖浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 浙江大学航空制造技术与高端装备教育部重点实验室杭州310027 杭州艾美依航空制造装备有限公司杭州311225

现代航空航天飞行器结构中复合材料的应用比例已成为衡量其先进性的重要指标,不断提升复合材料的应用水平是实现航空航天结构轻量化、功能化和智能化的重要途径。然而,复合材料的高端应用是一项复杂的系统工程,涉及材料、力学、设计、... 详细信息

现代航空航天飞行器结构中复合材料的应用比例已成为衡量其先进性的重要指标,不断提升复合材料的应用水平是实现航空航天结构轻量化、功能化和智能化的重要途径。然而,复合材料的高端应用是一项复杂的系统工程,涉及材料、力学、设计、制造、控制和计算机等多个领域,整体水平提升需要产-学-研-用多方面协同发展。从航空复合材料结构件自动化铺放应用切入,通过剖析大尺寸双曲度飞机壁板和异形回转体进气道两类典型结构的自动化铺放需求,探讨热固性复合材料结构件自动铺放的主要技术发展方向。进而,从复合材料自动铺放工艺规划技术、自动化铺放装备研制,以及铺放工艺规划软件开发3个方面全面分析和总结国内外研究和应用现状,探讨高端复合材料构件制造面临的核心技术问题。然后,分析指出复合材料结构设计制造一体化能力的形成需要深入分析设计、工艺和制造等要素之间的复杂耦合关系,通过单要素分析多要素协调机制实现工艺优化和制造反馈。最后,提出我国在自动铺放技术装备方面的发展思路,为加速构建我国高端复合材料结构件制造能力提供方向性参考。

关键词：复合材料结构件自动铺放铺放工艺铺放设备铺放缺陷

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基于LQR的宏微复合驱动器宏动控制策略

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制造技术与机床 2025年第4期 113-119页

作者：喻曹丰张奇龙魏益军陈志全安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 浙江大学流体动力基础件与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

为提高宏微复合驱动器宏动部分的驱动控制精度,基于电磁力驱动原理,建立了宏动部分的动力学模型,并设计了线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制器和三闭环PID控制器。通过数值仿真和实验对比验证了LQR控制器的优越性... 详细信息

为提高宏微复合驱动器宏动部分的驱动控制精度,基于电磁力驱动原理,建立了宏动部分的动力学模型,并设计了线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制器和三闭环PID控制器。通过数值仿真和实验对比验证了LQR控制器的优越性。实验结果显示,在无负载、定位行程为10 mm时,LQR算法控制下定位误差约为1μm,而三闭环PID算法控制下定位误差约为9μm;在负载为1 kg、定位行程为10 mm时,LQR算法控制下定位误差约为1μm,而三闭环PID算法控制下定位误差约为3.2μm。研究结果表明,LQR算法相较于三闭环PID算法,具有更高的定位精度、更小的超调量、更强的稳定性和更好的鲁棒性,能更好地满足宏微复合驱动器的宏动控制需求。

关键词：宏微复合驱动器 LQR控制器 PID控制器控制策略动力学

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可拉伸纤维基热电材料及器件的研究进展

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激光与光电子学进展 2023年第13期60卷 111-124页

作者：王哲蒋望凯徐凯臣汪晓巧苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215123 浙江大学机械工程学院流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

随着可穿戴电子技术的发展,柔性热电器件由于可持续供电能力、可弯曲形变性及便携性等特点成为穿戴能源设备领域的研究热点。然而,目前柔性热电器件存在拉伸性低、透气性缺乏、功能集成性差等问题,限制了其在穿戴设备中的有效应用。一... 详细信息

随着可穿戴电子技术的发展,柔性热电器件由于可持续供电能力、可弯曲形变性及便携性等特点成为穿戴能源设备领域的研究热点。然而,目前柔性热电器件存在拉伸性低、透气性缺乏、功能集成性差等问题,限制了其在穿戴设备中的有效应用。一维结构的纤维基可拉伸热电器件具有尺寸小、轻质、可形变性强、可编织等特点,能够实现穿戴织物的集成和人体热能的持续收集。综述可拉伸纤维基热电器件的材料、结构及制备方法,进一步讨论其在自供电传感、热能收集和热电致冷方面的应用,最后对纤维基热电器件的发展前景做出展望,并指出目前存在的关键挑战和难题。

关键词：热电材料可拉伸热电纤维热能收集传感

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基于CP-ZMP-COM动力学的双足机器人质心轨迹规划及抗扰动控制（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2025年第5期 492-499页

作者：甘春标李子静葛一敏卢梦月浙江大学机械工程学院流体动力与机电系统国家重点实验室浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点实验室

目的：通过对成人行走过程中矢状面与冠状面内质心轨迹的分析，本文探索双足机器人自由、灵活行走的步态规划方法，并实现对其受意外外力干扰下的稳定行走。方法：在基于线性倒立摆模型的双足机器人运动控制中，质心、零力矩点和捕获点... 详细信息

目的：通过对成人行走过程中矢状面与冠状面内质心轨迹的分析，本文探索双足机器人自由、灵活行走的步态规划方法，并实现对其受意外外力干扰下的稳定行走。方法：在基于线性倒立摆模型的双足机器人运动控制中，质心、零力矩点和捕获点是实现双足机器人稳定行走的重要因素。1.通过对矢状面与冠状面内质心运动轨迹的分析，建立双足机器人CP-ZMP-COM动力学模型，由此计算期望的双足机器人质心、零力矩点和捕获点，进而提出一种改进的双足机器人质心轨迹规划方法；2.提出双足机器人在矢状面与冠状面内运动协调的抗扰动反馈补偿控制方法，对双足机器人质心和捕获点位置进行反馈补偿，使双足机器人质心和捕获点轨迹能够在后续支撑切换时逼近理想状态；3.通过小型双足机器人样机及其仿真模型，对改进的双足机器人质心轨迹规划方法及抗扰动反馈补偿控制方法进行行走仿真与实验验证。结论：1.改进的双足机器人质心轨迹规划方法可用于实现小型双足机器人横行、斜行及原地转圈等灵活行走；2.基于所提出的抗扰动反馈补偿控制方法，小型双足机器人受随机脉冲外力下横行、斜行及原地转圈时仍能保持稳定而不摔倒。

关键词：双足机器人 CP-ZMP-COM动力学质心轨迹规划反馈补偿控制

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基于多目标遗传算法的轴向柱塞泵低脉动结构优化设计

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工程设计学报 2024年

作者：谢海波洪昊岑王柏村姜伟杨华勇浙江大学高端装备研究院流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江大学华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室华中科技大学

轴向柱塞泵由于其非对称结构特性，导致其输出压力-流量存在脉动冲击特性，对液压系统的输出稳定性和寿命可靠性造成影响。本文提出了一种基于多目标遗传算法的轴向柱塞泵低脉动结构优化设计方法，针对轴向柱塞泵在工作过程中产生的压力... 详细信息

轴向柱塞泵由于其非对称结构特性，导致其输出压力-流量存在脉动冲击特性，对液压系统的输出稳定性和寿命可靠性造成影响。本文提出了一种基于多目标遗传算法的轴向柱塞泵低脉动结构优化设计方法，针对轴向柱塞泵在工作过程中产生的压力-流量脉动问题，通过CFD仿真分析方法，对其压力-流量脉动的产生机理进行了分析，并求解低脉动配流盘阻尼槽结构。首先对轴向柱塞泵上/下死点位的压力脉动与流量冲击的产生机理进行了分析；第二，对阻尼槽的结构参数对泵输出压力-流量脉动的影响规律进行了分析，构建了阻尼槽结构的多目标优化模型；第三，计算求解低脉动阻尼槽结构，优化的结构参数结果为（阻尼槽半径：2.21 mm，阻尼槽长度：10.32 mm，阻尼槽偏转角：16.54°）其与原始结构的压力-流量特性的对比结果表明，优化后的结构，流量脉动率为12.02%，相比于优化前（流量脉动率为55.61%）降低了43.59%；压力脉动为0.59%，相比于优化前（0.75%）降低了0.16%，脉动幅值为0.25 MPa。本文的研究为轴向柱塞泵的低脉动结构优化设计提供了有效的理论支持和实践指导。

关键词：轴向柱塞泵配流盘阻尼槽多目标优化低脉动

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