检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2020年第4期60卷 299-305页

作者：张云于广王立平姜楠清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

针对数控转台可靠性高、寿命长、失效样本数据少的情况,采用基于性能退化数据的可靠性评估方法进行研究。在试验过程中通过测量转台不同角度回转精度的性能退化量扩充试验数据,根据试验数据计算得出数控转台的伪失效寿命值。为了提高转... 详细信息

针对数控转台可靠性高、寿命长、失效样本数据少的情况,采用基于性能退化数据的可靠性评估方法进行研究。在试验过程中通过测量转台不同角度回转精度的性能退化量扩充试验数据,根据试验数据计算得出数控转台的伪失效寿命值。为了提高转台可靠性评估结果的准确率,采用虚拟增广原理扩展试验数据,再对扩展试验数据采用数学方法进行分析。结果表明:该方法可对数控转台的可靠性进行评估,得到数控转台的可靠度、失效分布密度函数和预期平均寿命等可靠性指标。该方法节省了试验成本与时间。

关键词：数控转台单子样性能退化数据虚拟增广可靠性

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自适应跑步机多运动模式人机交互技术

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第12期63卷 1961-1973页

作者：钱宇阳鲁森杨开明朱煜清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

自适应跑步机是虚拟现实(virtual reality,VR)环境中用于人机交互的重要设备,实现该设备在VR环境下的多运动模式交互是丰富其应用场景的关键。该文构建了一种基于自适应跑步机的多运动模式交互控制架构,该架构包括感知层和控制层,感知... 详细信息

自适应跑步机是虚拟现实(virtual reality,VR)环境中用于人机交互的重要设备,实现该设备在VR环境下的多运动模式交互是丰富其应用场景的关键。该文构建了一种基于自适应跑步机的多运动模式交互控制架构,该架构包括感知层和控制层,感知层基于足底压力鞋垫实现高泛化性能的人体运动模式识别;控制层依据人体稳定性条件对不同运动模式(站立、行走、倒退、奔跑和跳跃)下的控制策略进行切换。该架构自动将运动模式识别结果与跑步机运动控制相结合,实现了多运动模式人机交互控制。实验结果表明:分层控制方法能够实现稳定、平滑的多运动模式人机交互,保证用户在交互过程中步态自然、姿态稳定,满足自适应跑步机的人机交互需求。

关键词：自适应跑步机多运动模式人机交互运动模式识别控制策略

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基于等效运动副化及运动副退化的公差分析法

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中国机械工程 2016年第22期27卷 2983-2989页

作者：尹立明叶佩青张辉清华大学精密超精密制造装备与控制北京市重点实验室北京100084

针对公差不仅在数值上具有随机性,其所约束的几何特征在空间的位置姿态上也具有随机性的特点,提出了公差约束等效运动副化及运动副退化法。等效运动副化将公差约束的几何特征转化为被运动副控制的几何特征,该等效运动副本身是虚拟的具... 详细信息

针对公差不仅在数值上具有随机性,其所约束的几何特征在空间的位置姿态上也具有随机性的特点,提出了公差约束等效运动副化及运动副退化法。等效运动副化将公差约束的几何特征转化为被运动副控制的几何特征,该等效运动副本身是虚拟的具有多自由度的等效运动副,将公差约束的几何特征转化为被多自由度运动副控制的几何特征,装配体转变为一个无误差的开环机械臂,考虑到因装配工艺而产生的不同运动副自由度之间的相互制约的现象,采用运动副退化法去除冗余自由度,由此建立装配体公差分析模型,并将装配体公差模型分析的数值与加工装配体的实验检测值进行对比。

关键词：公差分析等效运动副化运动副退化公差累积

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薄壁工件铣削过程中强迫振动响应分析

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清华大学学报（自然科学版） 2018年第11期58卷 961-965页

作者：张洁刘成颖清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室

由于薄壁工件刚度较低，在加工过程中极易出现较强的强迫振动，因此导致工件加工质量降低，并进一步限制了工艺参数的选择。为求解薄壁工件的强迫振动响应并对其加以抑制，该文针对圆角立铣刀，基于力学方法建立了铣削力模型，通过实验... 详细信息

由于薄壁工件刚度较低，在加工过程中极易出现较强的强迫振动，因此导致工件加工质量降低，并进一步限制了工艺参数的选择。为求解薄壁工件的强迫振动响应并对其加以抑制，该文针对圆角立铣刀，基于力学方法建立了铣削力模型，通过实验标定切削力系数；基于实验模态分析方法，对薄壁工件的动态特性进行分析，得到刀具一工件振动系统的传递函数和模态参数；基于直接时域求解方法得出了薄壁结构受切削力激励产生的强迫振动响应（forced vibration response，FVR），并以稳态响应最大振幅为判断依据描述工件的振动强度。最后通过仿真得出了刀尖半径对强迫振动响应具有抑制作用的结论。

关键词：强迫振动响应(FVR) 薄壁工件实验模态工艺参数

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基于3P(4R)S主轴头的五轴混联机床的参数辨识算法

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清华大学学报（自然科学版） 2019年第12期59卷 1029-1038页

作者：胡从军于广王立平清华大学机械工程系北京100084 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

旋转刀轴中心控制(rotational tool center point,RTCP)精度是评价五轴混联机床的重要考核指标。该文以一台基于3P(4R)S主轴头的五轴混联机床为研究对象,对该机床终端的位置和角度精度进行标定,以提高混联机床的RTCP精度;提出了一种参... 详细信息

旋转刀轴中心控制(rotational tool center point,RTCP)精度是评价五轴混联机床的重要考核指标。该文以一台基于3P(4R)S主轴头的五轴混联机床为研究对象,对该机床终端的位置和角度精度进行标定,以提高混联机床的RTCP精度;提出了一种参数辨识算法,与最小二乘法、岭估计法相比,该算法缩短了辨识运算的时间。标定实验结果表明:该算法辨识得到的参数能有效提高机床的精度,验证了该算法的有效性,为五轴混联机床的铣削加工奠定了基础。

关键词：运动学标定参数辨识辨识算法旋转刀轴中心控制

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基于PCA和SPC-动态神经网络的风电机组齿轮箱油温趋势预测

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清华大学学报（自然科学版） 2018年第6期58卷 539-546页

作者：黄忠山田凌向东韦尧中清华大学机械工程系北京100084 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

针对风电机组齿轮箱油温趋势预测中存在的信号非线性、多变量相关、各相关变量之间存在数据冗余等问题,同时为了克服人工神经网络离线训练的不足,该文提出了一种基于主成分分析（principal component analysis,PCA）和动态神经网络的齿... 详细信息

针对风电机组齿轮箱油温趋势预测中存在的信号非线性、多变量相关、各相关变量之间存在数据冗余等问题,同时为了克服人工神经网络离线训练的不足,该文提出了一种基于主成分分析（principal component analysis,PCA）和动态神经网络的齿轮箱油温趋势预测模型,并结合统计过程控制（statistical process control,SPC）实现该模型在线学习能力。确定影响油温变化的相关变量集,利用PCA消除相关变量间的数据冗余,采用有外部输入的非线性自回归动态神经网络（nonlinear autoregressive with external input,NARX）对油温和相关变量集进行建模,采用考虑残差分布规律的SPC方法控制模型在线学习行为。实际应用结果表明：该方法具有较高的稳定性和准确度,能够有效实现油温趋势预测。

关键词：风电机组齿轮箱油温主成分分析动态神经网络统计过程控制

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振动研磨过程中研磨参数的定量研究

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清华大学学报（自然科学版） 2016年第3期56卷 328-333页

作者：陈恳阮和平吴丹刘飞清华大学机械工程系北京100084 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

蛋白质的提取率取决于被提取的生物组织的粉末粒度,因而生物组织的粉碎是蛋白质提取工程中的关键技术之一。目前,生物组织粉碎较多采用振动球磨方式,研磨产品粒度和研磨效率与研磨过程的特征参量如碰撞频率、碰撞能量有密切关系。为了... 详细信息

蛋白质的提取率取决于被提取的生物组织的粉末粒度,因而生物组织的粉碎是蛋白质提取工程中的关键技术之一。目前,生物组织粉碎较多采用振动球磨方式,研磨产品粒度和研磨效率与研磨过程的特征参量如碰撞频率、碰撞能量有密切关系。为了研究研磨参数对研磨特征参量的影响规律,该文采用事件驱动法(event driven method,EDM)建立了振动球磨机构中单个磨球在研磨罐内的动力学模型,获得了振动频率、振动幅度和研磨罐直径对碰撞频率和碰撞能量的影响规律。结果表明:碰撞频率、碰撞能量均随着振动频率和振动幅度增大而增大;在相同的磨腔体积即研磨罐容积下,随着研磨罐直径的增大碰撞频率和碰撞能量减小。该结论为研磨机构设计和参数选择提供理论依据和方法。

关键词：振动球磨事件驱动法研磨参数碰撞频率碰撞能量

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基于重复滑模观测器的直线电机系统干扰估计

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清华大学学报（自然科学版） 2016年第6期56卷 626-632页

作者：李方叶佩青严乐阳张辉清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室精密超精密制造装备与控制北京市重点实验室北京100084

采用常规滑模观测器(SMO)进行干扰估计时,对时变干扰无法实现无静差跟踪,并且估计信号存在抖振。针对一种重复运动直线电机系统,同时存在周期性和非周期性干扰,该文提出一种重复滑模观测器(R-SMO),能够有效克服常规SMO的不足。它将周期... 详细信息

采用常规滑模观测器(SMO)进行干扰估计时,对时变干扰无法实现无静差跟踪,并且估计信号存在抖振。针对一种重复运动直线电机系统,同时存在周期性和非周期性干扰,该文提出一种重复滑模观测器(R-SMO),能够有效克服常规SMO的不足。它将周期性干扰的动力学模型(即内模)引入到观测器中,能够渐近收敛于周期性干扰;而滑模切换项只需针对非周期性干扰进行设计,可以大幅度削减抖振。该文给出了R-SMO的渐近收敛性证明。实验结果表明:R-SMO能够有效地估计出直线电机系统的干扰,用于前馈补偿后提高了跟踪精度,并且在收敛精度和抑制抖振方面均优于常规SMO。该方法还可以扩展到多周期干扰系统和非重复运动领域。

关键词：滑模观测器重复运动周期性干扰直线电机

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采用相位调制方法的光纤干涉仪

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光学精密工程 2017年第4期25卷 820-826页

作者：倪畅张鸣朱煜清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

为了实现小巧紧凑且使用灵活的大量程位移测量,提出了一种采用相位调制方法的光纤干涉仪。首先,介绍相位调制方法,分析内调制与外调制的特点,指出由于内调制的局限性,外调制更适于较大量程的位移测量。然后,用数学推导和MATLAB仿真对已... 详细信息

为了实现小巧紧凑且使用灵活的大量程位移测量,提出了一种采用相位调制方法的光纤干涉仪。首先,介绍相位调制方法,分析内调制与外调制的特点,指出由于内调制的局限性,外调制更适于较大量程的位移测量。然后,用数学推导和MATLAB仿真对已有的位移解算算法中的反正切法与微分交叉相乘法进行分析,证明在毫米级量程的位移测量中反正切法优于微分交叉相乘法。最后,搭建了采用相位调制方法的光纤干涉仪,并进行了实验验证。实验结果表明:相比于微分交叉相乘法,反正切法更适用于毫米级以上量程的位移测量,基于相位调制的光纤干涉仪在毫米级步进运动中的相对误差最大为255.21nm,标准差为78.56nm,基本满足高精度大量程的位移测量需求。

关键词：光纤干涉仪相位调制方法相位调制位移解算反正切法

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3自由度并联主轴头的动力学建模及动态特性

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清华大学学报（自然科学版） 2017年第12期57卷 1317-1323页

作者：于广王立平吴军王冬清华大学机械工程系北京100084 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

机床的动态特性可以衡量机床抵抗动载荷的能力,对机床切削性能有着重要影响。该文以一种具有平行四边形结构的3自由度并联主轴头为研究对象,研究其动力学建模方法及其分析动态特性。该主轴头运动学支链中的杆件具有变截面特点,基于有限... 详细信息

机床的动态特性可以衡量机床抵抗动载荷的能力,对机床切削性能有着重要影响。该文以一种具有平行四边形结构的3自由度并联主轴头为研究对象,研究其动力学建模方法及其分析动态特性。该主轴头运动学支链中的杆件具有变截面特点,基于有限元思想该文提出了一种求解变截面杆件质量矩阵的方法,并考虑铰链的影响,建立了铰链的质量矩阵,进一步推导了并联主轴头的动力学模型。基于动力学模型,研究了并联主轴头在工作空间内的固有频率分布规律及其振型。通过在并联主轴头样机上的实验,验证了动力学模型和动态特性分析的准确性和有效性,为并联主轴头的工程应用奠定了坚实基础。

关键词：并联机构动力学模型质量矩阵固有频率

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