关键词： 非线性动力学   转子-轴承系统   单一故障   耦合故障   碰摩   裂纹   支撑松动   周期解   随机   灵敏度   可靠度   小波   kalman滤波   基于模型的   定量诊断  

摘要： 随着科学技术的进步和现代工业的发展，旋转机械在电力、能源、交通、国防和化工等领域中得到广泛应用并发挥着越来越重要的作用，对旋转机械动力特性的研究也逐渐得到了人们的重视。对于复杂的旋转机械系统，由于各种非线性因素及各种故障的影响，在振动剧烈时会发生机毁人亡的重大事故。因此，研究转子系统故障机理和诊断技术有着十分重要的意义，目前国内外研究学者在这些方面进行了大量的研究，已取得了丰硕的成果。 深入分析某一型号旋转机械力学模型的动力学特性，有助于该种旋转机械的设计和使用，但是许多情况下，力学模型的建立要考虑参数的随机特性。实际的转子系统结构参数的随机性是由于工程材料特性、加工制造的原因以及使用环境的影响造成的，因此，即使是同一批生产的同一型号的转子系统，其实际结构参数仍具有一定的差异。分析各随机参数对旋转机械运行的灵敏度问题，可以得知哪些参数在设计、制造时需要严格控制，避免设计的盲目性；分析各随机参数对旋转机械故障特征的影响，可以得知在故障发生时，需要首先修改哪些参数，从而可以减小或根治该类故障。分析旋转机械运行的可靠性，可得知旋转机械各部件的安全程度，而对设计进行修正，避免意外故障的发生，此外还可以通过可靠性指标来评价整机的设计水平。因此，转子系统的灵敏度和可靠性分析在旋转机械的设计、生产、使用、故障维修处理等方面均有重要的应用价值。 旋转机械的故障诊断对于旋转机械的安全运行和维护保养具有重要的意义，国内外的许多科技工作者致力于故障诊断的研究，在故障机理的分析、故障特征的提取、故障预测及推理、故障诊断等多个方面取得了显著的成果，并取得了重大的经济效益和社会效益。目前工业生产的发展要求故障诊断技术能够迅速地定量诊断出故障的具体位置以及故障的严重程度，因此国际上已兴起了旋转机械定量诊断技术的研究，并在单一故障的诊断中取得了成功。 本论文的工作主要集中对旋转机械故障机理和定量故障诊断的研究，具体内容如下：

关键词： 自动铺丝束   机器人   运动学   动力学   优化  

摘要： 自动铺丝束成型技术是一种新型的复合材料制造技术,是现代机器人技术、计算机数控技术、CAD/CAM技术在复合材料制造领域的综合应用。多自由度铺丝机械手是自动铺放成型设备的重要组成部分。本文以多自由度铺丝机械手为研究对象,对其运动学、动力学等问题进行了系统的研究。主要工作如下: 在建立连杆坐标系的基础上,采用Denavit-Hartenberg方法建立了铺丝机械手的运动学模型。对机械手的位姿、速度、加速度等问题进行了详细的分析,并采用Matlab进行了计算;同时,针对本机械手的结构特点,提出了一种简便的运动学逆解算法,为实现机械手的实时控制奠定了基础。 对铺丝机械手的动力学问题进行了分析,采用拉格朗日方法推导出具有显式结构的动力学方程,为后续的动力学优化打下了基础;通过牛顿-欧拉递推公式建立起封闭形式的动力学方程,计算出各个关节所需的驱动力矩,并用Matlab程序进行了仿真。 最后,在考虑芯模主轴旋转的情况下,对七自由度铺丝机械手的运动学和动力学进行了研究和仿真,提出了一种适合本机械手结构特点的运动学逆解算法;并以动能为目标函数,对七关节冗余自由度机械手进行了初步的优化。 论文工作为多自由度铺丝机械手的控制奠定了一定基础。

ISBN: (纸本)7807341777

关键词： 并联机械手   计算力矩控制   变结构控制   模糊控制   机器视觉  

摘要： 本文密切结合国家自然科学基金项目,以具有自主专利权的高速并联机械手为对象,探讨和研究了提高并联机械手精度的多种动力学控制方法。同时针对轻工行业对高速机械手的智能化要求,研究了机器视觉系统。本文取得如下成果: 借助矢量法、约束方程和动能定理分别构造出机械手的位置逆解模型、速度雅克比矩阵、质量惯性矩阵。在此基础上,利用虚功原理建立了能用于实时控制的动力学简化模型,从而为机械手动力学控制提供了必要的理论基础。 设计了一基于模型的计算力矩控制算法,并深入探讨了其应用于三种不同轨迹规划方法下的控制性能。该算法通过PID反馈和非线性反馈相结合的方式,能有效地补偿动力学因素所引起的跟踪误差。此外,比较了各种轨迹规划方法对控制的影响,从中选优以提高控制性能。 提出了一种适合于高速并联机械手的变结构控制算法。该算法利用已构建的动力学简化模型,引入趋近率,考虑系统模型误差、系统参数变化和外界环境变化造成的扰动,在滑动模态具有完全的自适应性。在此基础上,设计了单输入单输出的模糊控制器,既削弱了系统抖振又保证了系统的趋近速度。 研究机器视觉系统并开发了实时、高精度的视觉软件。该软件结合机器视觉理论和高速并联机械手的应用要求,同时考虑了与控制系统之间的配合,能实时引导机械手和传送带运动。 借助机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,探讨了在计算力矩、模糊变结构控制策略和所遴选的轨迹规划方法下,机械手的控制效果。仿真结果证实了控制策略的有效性和正确性。

关键词： MEMS   静电梳齿结构   等效模型   尺度效应  

摘要： 本文综述了MEMS技术的内容、特点、应用和国内外发展情况。介绍了微执行器的驱动方式及各自的优缺点、静电梳齿结构的特点和应用以及静电梳齿结构的工作原理。以微谐振器中一种典型的静电梳齿驱动结构为研究对象,分析了结构所受的静电力及在静电力作用下的位移;提出了两种不同的等效模型:一种是前人提出的均质弹簧弯曲振动模型,另一种是本文提出的将结构等效成一个自由端带有集中质量块的悬臂梁弯曲振动模型。在悬臂梁弯曲振动模型的基础上,采用振动理论方法建立了无阻尼和有阻尼条件下的振动方程,推导出了固有频率方程及模态函数的解析表达式,求出了结构在无阻尼和有阻尼条件下的动态响应。应用有限元分析软件对结构进行了建模与分析,得到了结构的振动模态,并将分析结果与两种模型的理论计算结果作了比较。最后基于微型化中的尺度效应的分析理论与方法,对静电梳齿结构的尺度效应进行了研究,揭示了结构的有关物理量在尺寸微型化后的变化规律,为静电梳齿结构在微机械中的设计奠定了坚实的理论基础。

关键词： 化工机械   理事   中华人民共和国   动力技术  

关键词： 单兵自卫武器   动力学特性   虚拟样机   试验  

摘要： 本文基于多体系统动力学理论，利用机械系统动力学分析软件建立了某单兵自卫武器的虚拟样机模型。以虚拟样机为工具，系统研究了该单兵自卫武器的动力学性能，并通过与试验数据相对照，验证了虚拟样机模型的可信性。论文的主要内容包括四部分：首先，总结相关领域的国内外发展现状；其次，使用三维实体造型软件SOLIDWORKS建立系统的三维实体模型，并将其导入到多体系统动力学仿真软件中，对该枪的各个部件施加约束、运动和力，建立了系统的虚拟样机模型，并对其进行了初步的验证；再次，介绍该单兵自卫武器的试验情况，包括试验目的、试验内容以及对试验结果的简单分析；最后，对虚拟样机模型进行动力学仿真分析，运用仿真模型VV&A(确认、验证和认定)理论，结合试验数据，以自动机运动的有关参数为主要指标，对所建立的虚拟样机模型进行校核，证明所建立的虚拟样机模型的可信性。

关键词： 分类系统   控制系统   定义   尺寸   装卸设备   机械手   核电站   操纵装置   放射性物质   可靠度   遥控系统   遥控装卸设备   安全   规范(验收)   工具   运载工具  

标准号: ISO 17874-4-2006

摘要： This part of ISO 17874 defines the main features of power manipulators for use in ionizing radiation fields. Itoutlines basic principles which relate to the design and testing of power manipulators for use behind shieldingwalls, mainly in hot cells.

关键词： 机械动机构   动力学特性   参数化建模   有限元仿真   计算机辅助设计软件  

摘要： 操纵系统是飞行控制的核心组成部分，机械传动机构是现代中小型运输机的主操纵舵面的主要传动形式，其动力学性能良好与否直接影响着飞机的飞行以及安全性能。开展计算机辅助设计技术研究，对于提高系统设计的预测性、缩短设计研制周期、降低技术成本具有重要的工程应用价值。为了适应飞机主机械传动系统的多样性设计与动力学特性分析的目的，本文采用参数化建模技术思路，初步设计完成了飞机主机械操纵系统动力学特性仿真分析的计算机辅助设计软件集成平台，可基本满足飞机常规混合式机械操纵系统多样性设计与工程分析应用的目的。论文主要工作内容概括如下： 1、在理论上综述了弹性动力学的Hamilton变分原理及其有限元数值计算方法，并对机械传动系统动力学分析中遇到的高效计算技术、大型常微分方程组差分算法及其数值稳定性问题、接触算法理论等进行了分析与讨论： 2、深入研究了飞机常规混合式机械操纵机构中常用构件的基本特性，并对如何正确选择模拟滑轮-钢索传动机构的单元类型进行了分析论证。通过算例计算分析，验证了本文采用ANSYS软件系统的SHELL163和LINK167单元类型对建立滑轮、钢索传机构动力学模型的合理性。 3、在深入研究计算机辅助设计软件技术的基础上，本文提出了实现飞机机械传动系统动力学数值分析的参数化建模的软件设计思路，利用ANSYS／APDL语言编写了滑轮-钢索传动机构的分析命令模板库：同时应用C++Builder系统开发了人机交互式视窗界面程序，设计了机械传动机构构件的界面输入、模板库编辑与连接等数据操作程序，开发了集成传动机构的多样性可视化参数建模、系统力学仿真分析、前后置处理于一体的计算机辅助工程设计软件平台。 大型工程算例验证了本文设计分析技术思路的合理性与有效性，表明了本文开发的参数化飞机机械传系统动力学特性设计软件集成平台的技术适用性。

关键词： 动力学建模   模型描述语言   编译器   虚拟样机  

摘要： 随着产品复杂程度的增加以及国内外市场竞争的加剧,基于虚拟样机的设计技术应运而生。虚拟样机技术是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法,能有效地降低产品开发成本,改进产品设计质量,提高企业竞争力。本文在国家八六三计划(2004AA411010)与国家科技攻关计划(2004BA201A85)的资助下,开发多体动力学仿真分析平台——InteDyna,深入研究了模型描述语言和基于模型描述语言的机械系统动力学建模的技术与理论,并在InteDyna系统中实现了相应的功能,为复杂机械产品的建模分析提供方便。 本文首先从系统建模功能出发,从模型易于建立和管理的角度,提出了基于模型描述语言的机械系统动力学建模的系统框架,研究了相应模块的功能及其运作流程,并讨论了程序设计语言编译工具的设计技术。 其次,本文总结了模型描述语言的特征及其语法规范,并采用正则文法和EBNF范式对其进行形式化描述。此外,本文还研究了现代编译器设计的辅助工具,在分析对比多种分析器自动生成工具的基础上,采用ANTLR作为模型描述语言分析器的设计工具。 再次,本文对基于模型描述语言进行机械系统建模的相关技术和方法进行讨论。对模型描述语言的基础对象加以分类,对于复杂机械系统的建模采取自顶向下划分子模块的方式,并给出采用模型描述语言进行汽车动力学建模的实际例子。 最后,将支持模型描述语言建模的功能模块分成前端和后端两个部分,在前端实现了语言的词法分析和语法分析,生成了抽象语法树,后端则基于抽象语法树完成了动力学模型的创建。 在以上研究的基础上,采用VC++7.0开发工具,实现了基于模型描述语言的机械系统动力学建模功能,并给出了汽车整车建模的应用实例,验证了这些研究和方法是可行和有效的。