检索结果-内蒙古大学图书馆

中国公路学报 2022年第7期35卷 305-316页

作者：张志达郑玲张紫微李以农梁艺潇重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

当路面附着情况和车辆行驶状态不断变化时,基于恒定侧偏刚度的模型预测控制(MPC)不能考虑轮胎非线性特性的影响,难以保证车辆轨迹跟踪的适应性。为此,提出一种考虑轮胎侧向力计算误差的自适应模型预测控制(AMPC),以提高智能汽车在不确... 详细信息

当路面附着情况和车辆行驶状态不断变化时,基于恒定侧偏刚度的模型预测控制(MPC)不能考虑轮胎非线性特性的影响,难以保证车辆轨迹跟踪的适应性。为此,提出一种考虑轮胎侧向力计算误差的自适应模型预测控制(AMPC),以提高智能汽车在不确定工况下的轨迹跟踪性能。分析了路面附着系数和垂向载荷对轮胎侧向力的影响,基于平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法,设计了利用侧向加速度和横摆角速度作为测量变量的前后轮胎侧向力估计器。利用轮胎侧向力线性计算值与估计值的差值计算得到侧偏刚度修正因子,设计了前后轮胎侧偏刚度的自适应修正准则,进而提出了一种基于时变修正刚度的AMPC控制方法。基于CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真和硬件在环测试平台,对AMPC控制的有效性和实时性进行了验证。研究结果表明:在不同的路面附着情况和车辆行驶状态下,AMPC控制都能够降低横向位置偏差和航向角偏差,有效提高车辆的轨迹跟踪精度,其控制效果明显优于基于恒定侧偏刚度的标准MPC控制。尤其在低附着工况下,标准MPC控制会因为线性轮胎力的计算误差过大而导致车辆在轨迹跟踪时严重失稳,而AMPC控制通过估计轮胎力修正侧偏刚度依然能够保证车辆稳定有效的跟踪参考轨迹。所提出的AMPC控制在保证控制精度的同时具有良好的实时性,对智能汽车控制系统的设计与优化具有重要参考价值。

关键词：汽车工程轨迹跟踪控制自适应模型预测轮胎侧向力估计平方根容积卡尔曼滤波

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基于循环脉冲谱的动车轴箱轴承故障诊断方法

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铁道学报 2022年第10期44卷 46-53页

作者：刘小峰刘万罗宏林柏林重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

针对动车轴箱轴承故障冲击的脉冲性与周期性,提出基于归一窗S变换时频切片的循环脉冲谱分析方法。采用能量归一化窗函数对故障轴承振动信号进行归一化窗S变换并建立其能量随频率的变化关系,根据能量峰值与峭度最大原则在故障冲击共振频... 详细信息

针对动车轴箱轴承故障冲击的脉冲性与周期性,提出基于归一窗S变换时频切片的循环脉冲谱分析方法。采用能量归一化窗函数对故障轴承振动信号进行归一化窗S变换并建立其能量随频率的变化关系,根据能量峰值与峭度最大原则在故障冲击共振频率点处进行时频切片。引入可变循环窗对时频切片序列的周期脉冲进行分离;采用可变循环窗内整体脉冲峰值矩的变异系数对故障信号的循环脉冲度进行表征,得到故障信号循环脉冲谱。通过仿真与动车轴箱轴承故障诊断实例表明,提出的循环脉冲谱不仅能够在强噪声干扰下对轴承复合故障进行准确诊断,而且对故障冲击共振频带中心的选择具有较好的鲁棒性,避免了对故障冲击共振频带的滤波解调与复杂的高次循环统计分析的繁琐步骤,计算简单高效,具有较好的工程适用性。

关键词：轴箱轴承 S变换循环脉冲谱故障诊断

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高阶调谐齿轮参数设计及动态响应研究

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振动工程学报 2022年第2期35卷 369-378页

作者：张佳雄魏静张春鹏侯少帅重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

提出一种高阶调谐齿轮传动原理,定义了调谐齿轮的错时相位角。基于动态啮合力开展高阶调谐齿轮参数设计研究,推导出调谐齿轮最佳传动参数,验证调谐齿轮错时相位角、调谐阶数对动态响应的影响;结合具体案例,进行高阶调谐齿轮的动力学数... 详细信息

提出一种高阶调谐齿轮传动原理,定义了调谐齿轮的错时相位角。基于动态啮合力开展高阶调谐齿轮参数设计研究,推导出调谐齿轮最佳传动参数,验证调谐齿轮错时相位角、调谐阶数对动态响应的影响;结合具体案例,进行高阶调谐齿轮的动力学数值模拟,研究高阶调谐齿轮传动参数对系统动态啮合力以及振动响应的影响。研究结果表明,当调谐阶数为2(二阶调谐齿轮)、错时相位角为1/2个齿距时,调谐齿轮时变啮合刚度和接触力波动最小,振动位移以及振动加速度波动最小,从理论上验证了二阶调谐齿轮具有明显的减振作用。

关键词：高阶调谐齿轮振动响应相位调谐接触力波动

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误差齿面下直齿轮副内部激励及动态特性分析

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振动与冲击 2022年第16期41卷 177-187页

作者：刘昶石万凯刘坤刘浩重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

基于齿轮加工、安装误差的分布规律,建立了渐开线直齿轮的误差齿面模型,提出了适用于该误差齿面模型的齿轮承载接触分析算法,研究了不同误差对直齿轮副内部激励的影响规律;建立了直齿轮副弯扭耦合动力学模型,分析了不同误差下齿轮系统... 详细信息

基于齿轮加工、安装误差的分布规律,建立了渐开线直齿轮的误差齿面模型,提出了适用于该误差齿面模型的齿轮承载接触分析算法,研究了不同误差对直齿轮副内部激励的影响规律;建立了直齿轮副弯扭耦合动力学模型,分析了不同误差下齿轮系统的动态特性。研究表明:加工误差中,齿距偏差是齿轮副内部激励的主要影响因素;齿距偏差作用下,综合啮合误差呈阶跃变化,当阶跃值超过一定范围后时变啮合刚度发生突变;安装误差影响下,综合啮合误差为一定值,时变啮合刚度随中心距和轴线倾斜误差的增加而减小;为减小齿轮系统动态传递误差的峰峰值,齿距偏差应根据载荷大小合理分配,同时应避免由轴线倾斜误差导致的偏载现象发生。

关键词：直齿轮副误差齿面内部激励动态特性

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脂润滑条件下塑料齿轮稳态温度场仿真与试验研究

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中国机械工程 2022年第8期33卷 890-898,907页

作者：余国达刘怀举卢泽华魏沛堂重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

为预测塑料齿轮的脂润滑条件下的稳态温度,建立了考虑温度-模量效应和摩擦热流-滞后热通量多热源效应的塑料齿轮运行温度场有限元数值模型,研究了塑料齿轮稳态温度场的分布规律以及载荷和转速水平对稳态温度的影响。研究结果表明,稳态... 详细信息

为预测塑料齿轮的脂润滑条件下的稳态温度,建立了考虑温度-模量效应和摩擦热流-滞后热通量多热源效应的塑料齿轮运行温度场有限元数值模型,研究了塑料齿轮稳态温度场的分布规律以及载荷和转速水平对稳态温度的影响。研究结果表明,稳态温度场的温度沿着齿廓内法线方向逐渐降低,在内法线方向0.5 mm深度处的温度约为表面温度的90%,稳态温度随着载荷或转速的增大而逐渐升高。开展了脂润滑条件下POM(聚甲醛)-POM齿轮副的运行温度试验,试验结果与仿真结果吻合良好,该研究可为高承载塑料齿轮传动设计提供支撑。

关键词：塑料齿轮脂润滑稳态温度场运行温度试验

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采用天鹰优化卷积神经网络的精密数控机床主轴热误差建模

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西安交通大学学报 2022年第8期56卷 51-61页

作者：李国龙陈孝勇李喆裕徐凯唐晓东王志远重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

针对数控机床因主轴热误差而严重影响加工精度等问题,结合求解最优解能力强的天鹰优化算法(AO)以及自学习和自适应能力强的卷积神经网络(CNN),提出一种采用AO-CNN的数控机床主轴热误差模型。根据磨齿加工过程特点,总结磨齿机主轴系统热... 详细信息

针对数控机床因主轴热误差而严重影响加工精度等问题,结合求解最优解能力强的天鹰优化算法(AO)以及自学习和自适应能力强的卷积神经网络(CNN),提出一种采用AO-CNN的数控机床主轴热误差模型。根据磨齿加工过程特点,总结磨齿机主轴系统热变形规律,确定了X方向热误差为影响齿轮加工的主要因素;利用模糊C均值聚类(FCM)和相关系数法筛选出关键温度点;利用AO算法优化CNN结构的卷积核,并且建立AO-CNN的数控机床主轴X方向热误差预测模型。在2种不同转速的工况下对所建立模型的性能进行了验证,结果表明,采用AO-CNN进行热误差建模,数控机床X方向的热变形预测精度相比于CNN模型提高了15%,具有更加优越的预测精度。

关键词：数控机床主轴热误差建模卷积神经网络天鹰优化器模糊C均值聚类

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高速干切滚齿机床能耗分布特性及其预测模型

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中国机械工程 2022年第7期33卷 842-851页

作者：倪恒欣阎春平孙菡徐腾黄一躬周超重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

针对高速干切滚齿机床的能耗优化问题,对变工艺参数下的机床能耗分布特性及其预测模型进行了研究。首先,以机床能耗元件为研究对象,建立了高速干切滚齿机床功率模型;然后,基于机床电路分布原理,通过滚齿实验对所建模型进行了分析验证,... 详细信息

针对高速干切滚齿机床的能耗优化问题,对变工艺参数下的机床能耗分布特性及其预测模型进行了研究。首先,以机床能耗元件为研究对象,建立了高速干切滚齿机床功率模型;然后,基于机床电路分布原理,通过滚齿实验对所建模型进行了分析验证,揭示了变工艺参数与机床不同部位的功率和能耗之间的关系;最后,构建了高速干切滚齿机床能耗预测模型。

关键词：高速干切滚齿机床能耗分布特性预测模型工艺参数

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基于多源异构数据的数控铣削表面粗糙度预测方法

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中国机械工程 2022年第3期33卷 318-328页

作者：李聪波龙云崔佳斌赵希坤赵德重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

针对传统数控铣削表面粗糙度预测模型泛化性差、精度较低等问题,提出了一种基于多源异构数据的数控铣削表面粗糙度预测方法。获取变工艺条件下数控铣削的工艺参数、刀具直径及工件材料等静态数据和振动信号、力信号及功率信号等动态数据... 详细信息

针对传统数控铣削表面粗糙度预测模型泛化性差、精度较低等问题,提出了一种基于多源异构数据的数控铣削表面粗糙度预测方法。获取变工艺条件下数控铣削的工艺参数、刀具直径及工件材料等静态数据和振动信号、力信号及功率信号等动态数据;采用粒子群优化算法(PSO)优化卷积神经网络(CNN)的网络结构参数得到PSO-CNN;运用PSO-CNN自适应提取动态数据特征并对静态数据特征进行人工提取,再通过浅层神经网络融合动、静态数据等多源异构数据的特征,建立变工艺下的表面粗糙度预测模型;通过不同模型的预测性能对比试验,验证了该方法的优越性,并以两个工件加工过程为例,验证了该方法的有效性。

关键词：表面粗糙度预测数控铣削多源异构数据卷积神经网络

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载荷和安装误差对小模数螺旋锥齿轮啮合特性影响分析

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第8期53卷 2932-2945页

作者：夏茂浩宋朝省梁成成刘思远魏沛堂汪言重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

基于双重双面法切齿原理和加工方法,建立小模数螺旋锥齿轮数学模型,采用有限元仿真技术,建立齿轮副加载接触分析模型,形成小模数螺旋锥齿轮精确数学模型-实体模型-加载接触分析模型的建模分析流程;分析额定载荷和载荷变化2种情况下的双... 详细信息

基于双重双面法切齿原理和加工方法,建立小模数螺旋锥齿轮数学模型,采用有限元仿真技术,建立齿轮副加载接触分析模型,形成小模数螺旋锥齿轮精确数学模型-实体模型-加载接触分析模型的建模分析流程;分析额定载荷和载荷变化2种情况下的双重双面法螺旋锥齿轮啮合特性,探究小轮轴向安装误差、大轮轴向安装误差和轴交角安装误差对齿轮副啮合特性的影响规律。研究结果表明,随着载荷的增大,啮合印痕面积、传动误差、齿根弯曲应力和齿面接触应力均增大,但当载荷远小于额定载荷时,传动误差大于额定载荷时下的传动误差;小轮远离轴交点的轴向安装误差对螺旋锥齿轮啮合特性有较大的影响,大轮靠近轴交点的轴向安装误差对齿根弯曲应力和齿面接触应力影响较大,但对传动误差影响较小,轴交角安装误差、大轮轴向安装误差和小轮轴向安装误差对螺旋锥齿轮副啮合特性的影响逐渐增大。

关键词：小模数螺旋锥齿轮双重双面法载荷安装误差啮合特性

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考虑设备多状态的缸盖生产线性能分析与优化

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中国机械工程 2022年第21期33卷 2613-2622页

作者：侯晓博李聪波杨秒易茜重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

为实现发动机缸盖生产线的性能提升和成本管控,提出一种考虑设备多状态的发动机缸盖生产线性能分析与缓冲区配置优化方法。首先,采用马尔可夫模型揭示设备多状态与缓冲区库存的变化规律,建立了生产线可用度与缓冲区容量的耦合模型。其次... 详细信息

为实现发动机缸盖生产线的性能提升和成本管控,提出一种考虑设备多状态的发动机缸盖生产线性能分析与缓冲区配置优化方法。首先,采用马尔可夫模型揭示设备多状态与缓冲区库存的变化规律,建立了生产线可用度与缓冲区容量的耦合模型。其次,构建了以生产线可用度和缓冲区配置成本为目标的多目标优化模型,并采用NSGA-Ⅱ算法求解优化模型。最后,通过案例证明所提方法能提高缸盖生产线的生产性能并降低缓存区配置成本。

关键词：多状态缸盖生产线缓冲区优化

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