关键词： Large-scale interval parameters   Dynamic systems   Screening method   High-order polynomials surrogate model   Sampling method  

摘要： This paper proposes a non-intrusive computational method for mechanical dynamic systems involving a large-scale of interval uncertain parameters, aiming to reduce the computational costs and improve accuracy in determining bounds of system response. The screening method is firstly used to reduce the scale of active uncertain parameters. The sequential high-order polynomials surrogate models are then used to approximate the dynamic system's response at each time step. To reduce the sampling cost of constructing surrogate model, the interaction effect among uncertain parameters is gradually added to the surrogate model by sequentially incorporating samples from a candidate set, which is composed of vertices and inner grid points. Finally, the points that may produce the bounds of the system response at each time step are searched using the surrogate models. The optimization algorithm is used to locate extreme points, which contribute to determining the inner points producing system response bounds. Additionally, all vertices are also checked using the surrogate models. A vehicle nonlinear dynamic model with 72 uncertain parameters is presented to demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed uncertain computational method.

关键词： 气压动力机械   气压调节装置   气源管理   过滤机构  

摘要： 气压动力机械是指利用压缩空气作为动力源的机械设备。这种机械装置通过将压缩空气的压力能转换成旋转或线性运动的机械能,从而实现各种机械动作。设计了一种气压动力机械气压调节装置,旨在解决气源管理中的问题,特别是气源潮湿或混入杂质导致的压力调节不准确和安全隐患。过滤机构通过滤芯对气源进行干燥和除杂,并通过扇叶和毛刷的联动自动清理滤芯,确保气源质量和稳定性。同时,装置配备泄压阀和压力表,实现气压实时监测、调节和过压保护。该装置设计充分考虑了实用性、细节处理和安全性,具有较高的创新性和应用价值。

关键词： 参数辨识   轨迹优化   常春藤算法   混联机构   双足机器人  

摘要： 为提高基于混联机构的双足机械腿动力学参数辨识的速度与准确性，提出了一种基于改进的激励轨迹优化方法与常春藤算法(Ivy algorithm, IVYA)的整体参数辨识方法。将机械腿中并联关节简化处理为等效串联关节，基于Newton-Euler法建立单腿动力学线性化模型。与传统方法相比，首次将关节空间利用率约束引入激励轨迹优化，解决了混联机构关节空间紧凑导致的优化效率问题，并完成激励轨迹设计。采用5自由度混联机构的机械腿为实验对象进行动力学参数辨识实验，通过传感器采集关节角度和电流数据，滤波处理数据后使用IVY辨识算法进行参数估计，并将IVY算法辨识得到的预测结果与最小二乘法进行对比。实验结果表明，基于关节空间利用率约束的激励轨迹优化速度提高了17%且条件数误差极小；与最小二乘法相比，采用IVYA动力学辨识模型所得5个关节预测力矩与实际力矩的误差RMS值均更低，RMS值平均减小了13.42%，最大误差RMS值减小了2.68N·m，证明了所提整体辨识方法的有效性，为基于模型的混联机器人精确控制提供了理论参考。

关键词： 液压机械手   解耦控制   参数辨识   接触力  

摘要： 为提升对液压机械手接触力和运动位置的精确控制，提出了一种基于虚拟等效旋转关节的分层解耦控制策略。解耦模型基于拉格朗日方程进行刚性连杆和液压缸惯性参数的识别，并将液压缸控制从机械手动力学中分离出来。在此基础上设计了末端执行器的接触力/运动分层解耦控制器，通过对压力传感器估计的接触力实现了接触力/运动控制。最后实验表明，与传统PID控制器相比，所提分层解耦控制策略的末端执行器具有更小的位置误差，且接触力的均方根误差得到了有效降低，验证了所提分层解耦控制策略的有效性。

关键词： 加水机械臂   动力学识别   算法改进   优化求解  

摘要： 为了解决矿用加水机械臂动力学参数辨识精度问题,提出了一种改进的ISSA算法对动力学参数进行辨识。在改进的ISSA算法过程中,改进Logistic映射函数,以生成多样化变量种群,提高辨识种群的多样性与适应性;调用动态比例调整函数,实现对种群的全面辨识;改进搜索位置更新策略,提高算法的收敛精度;引入Tent扰动和柯西扰动函数,增强对辨识种群的适应性。经机械臂动力学辨识实验,获得了不同关节的激励轨迹、关节力矩、算法收敛图以及算法结果。结果表明,改进后的ISSA算法在准确性、收敛速度等方面性能明显优于传统的SSA算法,为动力学参数辨识问题提供了一种新的解决思路。

关键词： 神经元电路   电容器耦合   动力学分析   控制  

摘要： 为了探究压电神经元驱动下机械装置的动力学行为，以及实现对机电系统的控制。通过单参数分岔图、李雅普诺夫指数图、相图分析了耦合器件电容器对机械装置的影响，以及机械装置对神经元的影响，结果表明系统具有丰富的动力学行为。并对该系统添加了偏置控制和幅度控制，探讨了电容器耦合两个机电系统后实现完全同步所需要的条件，研究发现耦合机电系统实现完全同步与单个机电系统所处状态密切相关。这些结果为神经元驱动的机电系统的智能控制提供了新方法框架。

关键词： 新能源汽车   动力系统   机械制造  

摘要： 随着环境保护理念的逐步深入,汽车行业逐渐向着绿色、环保方向发展,电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(PHEV)等新能源汽车逐渐成为行业市场主流产品,氢燃料电池汽车(FCEV)也表现出了一定潜力,行业的不断发展对于动力系统提出了更高的要求,而机械制造技术为新能源汽车动力系统制造提供了极大技术支持。基于此,本文从新能源汽车动力系统的组成与分类入手,进一步探讨了动力系统制造对机械制造技术的要求,并详细阐述了高精度加工技术、材料科学与表面处理技术、自动化与智能制造技术、检测与质量控制技术在新能源汽车动力系统制造当中的应用。最后,分析了新能源汽车动力系统制造中机械制造技术的应用发展趋势,包括智能化和模块化的发展以及弹性化和定制化制造模式,以期能够为相关研究提供理论支持,推动机械制造以及新能源汽车动力系统制造发展。

关键词： 飞行两自由度机械臂   动力学建模   Udwadia-Kalaba (UK)方法   模糊优化  

摘要： 在“绝缘子-导线”带电固定自动作业中,飞行机械臂的应用能够显著节约人力资源,并在带电作业场景下最大程度地保障施工人员的生命安全.然而,针对各类绝缘子-导线紧固的带电消缺作业,均需依据绝缘子的外形参数、其于横担上的安装位置以及配电网的环境条件,综合开展智能末端执行器控制系统的设计与开发工作.这无疑对飞行机械臂的控制性能提出了更为严苛的要求.本文以具有两自由度的飞行机械臂作为研究对象,充分考量重力因素的影响,开展动力学分析,并运用Udwadia-Kalaba(UK)方程进行系统建模.同时,结合约束跟随运动控制方法,推导出受限飞行机械臂系统的运动方程.此外,采用模糊控制方法对机械系统中的不确定性进行描述.通过仿真与实验,验证了所提出控制算法的有效性.

关键词： 约束违约   双臂协调机械手   Udwadia—Kalaba方程   Baumgarte方法   投影法  

摘要： 约束违约是动力学建模过程中不可避免的问题。以双臂协调机械手搬运物体为研究对象，在基于Udwadia—Kalaba方程建立的动力学模型的基础上，将零阶、一阶广义变量偏离约束流形的偏移量转化为Udwadia—Kalaba方程的约束力项，给出了新的双臂协调机械手动力学模型。并与两组稳定区域内的Baumgarte参数修正的Udwadia—Kalaba方程、改进Udwadia—Kalaba方程在初始条件与约束方程相容和不相容两种情况下作对比，仿真结果表明改进Udwadia—Kalaba方程的抑制效果最差，投影法与最佳Baumgarte参数的抑制效果相当。但与Baumgarte方法需不断试错寻求最佳参数相比，投影法则更具优势。

关键词： 机械传动系统   动力学优化   振动噪音   传动效率   稳定性  

摘要： 本文旨在优化机械传动系统的动力学性能,提高系统的稳定性和传动效率,减少系统的振动和噪音产生,节约维护成本,从而促使生产线顺利且高效地运作。经过分析,揭示了传统机械传动系统的缺陷,并借助数值模拟和仿真技术对传动系统关键部件进行了优化设计,从而提升了系统的运作效能与稳定性。优化后的系统振动与噪音大幅减少,传动效率大幅提升,稳定性和可靠性显著增强,有效减少了维护和运行成本。本文为机械传动系统优化设计提供了宝贵的经验借鉴。