机床与液压

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简傲, 闵华松, 黄文晖

机床与液压. 2022, 50(3): 1-9. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.001

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传统里程计校正方法常使用离线校正手段,在地面环境发生改变的情况下,校正效果较差。为解决上述问题,提高机器人定位精度,以三轮全向移动机器人为平台,提出一种结构简单、鲁棒性强的在线里程计校正方法。该方法通过扩展卡尔曼滤波算法处理传感器数据,以得到机器人的实时位姿信息和速度信息,结合三轮全向移动平台的动力学模型,及时修正里程误差。在V-REP中设计仿真实验,实验结果表明:采用所提方法,校正后的里程精度有了极大改善,并克服了离线校正方法受地面环境影响的问题。在已有实际平台上验证了该算法的有效性。

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一种衬里复合管修形机器人的设计与研究

成旭堂, 练章华, 谷天平

机床与液压. 2022, 50(3): 10-14. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.002

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针对双金属衬里复合管衬管鼓包失效问题,设计一种衬里复合管修形机器人。通过SolidWorks三维建模软件对各机构零部件进行建模装配。该机器人采用模块化设计理念,由导向、修形、控制以及驱动行走四大模块组成。导向模块采用6爪弹簧自适应机构,可自动适应管道直径的变化。修形工作模块采用4组修形滚子,可通过旋转滚压修复鼓包部位。驱动行走模块采用履带式设计,大幅度增加了机器人在管道内壁行走的附着力,提高运行稳定性。研究结果为建立多功能模块化管道机器人提供参考。

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机械手臂正运动学及其末端机械手工作空间研究

刘洪波, 耿德旭, 武广斌, 孙国栋, 梁正

机床与液压. 2022, 50(3): 15-20. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.003

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机械手臂作为机器人实现抓取任务的主要执行机构,其合理化结构设计、运动学模型构建及可达空间问题一直是研究热点。基于机械手臂构型特点,采用改进的D-H法创建了机械手臂正运动学模型,通过齐次坐标变换推导出末端机械手的位置矩阵,并通过理论计算与仿真结果对比验证了所建模型的准确性;利用蒙特卡洛法对末端机械手工作空间进行模拟,得到末端机械手工作空间点云图及工作边界;利用convhull凸包函数处理边界点云,生成一个较为准确的包络空间进而计算该工作空间体积大小;在此基础上,进一步分析得到机械手臂结构参数对其工作空间体积的影响规律,为后续机械手臂结构参数优化、运动控制和轨迹规划等提供了参考。

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基于双模同步预测的机械臂末端轮廓精确跟踪控制

朱大昌, 崔翱东, 杜宝林, 盘意华

机床与液压. 2022, 50(3): 21-25. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.004

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为减小机械臂末端在进行轨迹跟踪运动时的轮廓误差,提出一种机械臂轮廓误差同步预测控制策略。该策略将操作空间轮廓误差映射到关节空间,从而定义机械臂各关节的同步行为,有效减小了末端轮廓误差,提高了机械臂各关节的运动协调性。为解决常规预测控制器不能保证系统稳定的问题,提出双模同步预测控制方法,通过在预测时域外切换到局部控制率来保证控制器的稳定性。实验结果表明:所设计的控制器能有效减小末端轮廓误差并使关节输出力矩更加平稳。

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移运油管机械手设计及其轨迹规划

胡延平, 崔凯

机床与液压. 2022, 50(3): 26-30. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.005

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国内油田修井作业存在人工辅助管柱的起、下操作的危险性以及人工效率低下的问题。研制一种修井作业移运油管机械手,并提出一种新型末端夹持器机构模型,以解决机械手抓取油管的难题。根据D-H参数法创建机械手运动学模型,对机械手进行正逆运动学分析;结合移运油管的工况需求,确定移运过程的轨迹以及经过的目标关键点;使用MATLAB和五次多项式插值法,根据目标关键点进行轨迹仿真,验证机械手轨迹规划的合理性,为机械手的运动控制和轨迹优化提供参考。

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基于STM32的负压爬壁机器人控制系统设计

余凡, 王庭有, 刘晓光, 周勇, 蒋晓明, 张浩

机床与液压. 2022, 50(3): 31-35. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.006

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针对负压爬壁机器人(NPWCR)在高楼危险环境下进行侦察监控的灵活性、易控性和壁面适应性要求,设计一种基于STM32负压爬壁机器人的控制系统。该控制系统以STM32F103RCT6微控制器作为核心处理器,采用模块化进行功能设计,包括主控模块、电源模块、电机驱动模块、无线通信模块、风机驱动模块、摄像头模块等。各模块共同作用,实现机器人的连续运动、无线通信、视频实时监控等功能。该控制系统可以控制负压爬壁机器人在壁面灵活移动,操作负压爬壁机器人携带侦察监控设备进行实时监控,为开发多功能负压爬壁机器人的控制系统提供参考。

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基于距离-角度多移动机器人编队避障策略

呙生富, 张鹏超, 李海婷, 徐鹏飞, 刘亚恒

机床与液压. 2022, 50(3): 36-42. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.007

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针对多移动机器人编队避障的效率低、稳定性差等问题,提出一种距离-角度优先级避障策略。根据机器人数量建立合理队形数据库;充分考虑机器人的自身安全距离和通信范围的约束进行队形和避障方式的选择;然后采用领航者-跟随者的编队控制方法,建立领航-跟随者运动模型并对其相对位姿进行运动学分析,使机器人完成稳定编队的同时安全高效地通过障碍物并迅速恢复队形;仿真实验结果表明:与现有避障方法相比,此策略提高了避障效率、队形稳定性和控制精度。

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新型三平移2PPPa并联机构运动学分析与优化设计

彭红梅, 陈亚, 陆彩满, 刘艳梨, 吴洪涛

机床与液压. 2022, 50(3): 43-48. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.008

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以空间三平移并联机构作为研究对象,根据方位特征集设计理论和方法,设计一种运动解耦、结构对称、运动副简单、工作空间大的空间纯移动并联机器人机构,通过拓扑结构特性分析证明机构具有空间三维移动的运动特性,并建立运动学方程模型,推导得到运动学正逆解以及雅克比矩阵;在此基础上分析机构奇异性、操作空间、灵巧度等性能指标,以工作空间最大化的实际需求作为数学优化模型,选择萤火虫算法进行优化设计,通过优化后的结构参数尺寸进行算例分析。结果表明:优化后的工作空间性能得到显著改善,工作空间体积较优化前增加12%,优化后的参数为机构的应用设计和控制提供参考。

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机器人磨削工艺参数对系统固有频率影响的试验研究

李弘毅, 阮玉镇, 汤绍钊, 彭晋民, 陈建党

机床与液压. 2022, 50(3): 49-53. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.009

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针对机器人刚性差造成的磨削振动工作模态参数难以预测的问题,建立工艺参数与系统固有频率的关系模型。在简化机器人磨削系统的基础上,提出磨削接触刚度的测量方法。运用摄动法求解振动矩阵方程,将工艺参数与工作模态以磨削接触刚度为纽带联系起来。应用机器人-砂带机磨削平台进行试验验证,改变不同工艺参数测量工作模态,与计算值进行对比,证明数学模型的准确性,并进一步得到不同磨削工艺参数对接触刚度、系统固有频率的影响规律。研究结果为避免或抑制机器人-砂带机磨削系统产生磨削振动以及磨削工艺参数优化提供了参考。

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一种自适应扰动观测器的机械手滑模控制研究

马金茹, 高文华, 祁宇明

机床与液压. 2022, 50(3): 54-60. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.010

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针对在未知载荷下的机械手控制不确定性问题,基于非线性扰动观测器与滑模控制方法,提出一种非线性观测器增益的通用设计方法。通过设计一种自适应算法的非线性扰动观测器,逼近机械手的未知载荷引起的不确定性,来估计由未知恒定载荷所引起的外力,扩大了观测器扰动的适用范围。在一定条件下,利用Lyapunov方法证明了观测器的稳定性。通过算例仿真验证了所提出的自适应非线性观测器的滑模控制方法,在受载荷变化的非线性机械手控制系统等方面,能够有效缓解机械手控制的抖振问题。

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基于改进新型无源观测器的机器人系统控制研究

杨婧, 熊超, 许红娟

机床与液压. 2022, 50(3): 61-65. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.011

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为解决机器人系统控制稳定性问题,在经典无源观测器方法的基础上,采用改进的新型无源观测器,实现对机器人系统的控制。创建机器人的系统结构模型,外加输入力信号作为控制器的计算信号。针对经典无源观测器会发生能量积累的问题,提出改进的新型无源观测器方法。利用两个新的无源性观测器窗口无源性观测器(WPO)和重置无源性观测器(RPO),有效降低经典无源性观测器中PID控制器的增益,减小能量消耗,从而更快地检测出系统的不稳定性。在MATLAB中对机器人系统模型在x和y方向上的速度、位置和力反馈跟踪进行仿真实验,并与经典的无源性观测器方法进行对比分析。结果表明:采用改进的新型无源性观测器的机器人,系统速度在经历短暂超调后趋于稳定;位置跟踪曲线抖动较少,曲线更加平滑;最大力反馈比经典无源性观测器方法降低约33%。研究结果表明,采用改进的新型无源性观测器可以提高机器人系统的控制稳定性。

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二自由度交错轮组机构运动学分析及样机试验

杨中山, 杨银香, 王奚, 夏显秋, 乔国鹏, 邵慧, 王建民

机床与液压. 2022, 50(3): 66-69. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.012

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对一种二自由度交错轮组机构进行运动学分析,运用运动学叠加原理求出其正解和逆解。利用Jacobian矩阵的条件数对其进行运动学性能评价,并开发了其控制系统,控制样机进行直线/圆弧插补几何作图、写字绘画等试验验证,试验结果证明了所建立模型的正确性。

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基于TCP的气动手爪MCD模型虚拟调试的研究

赵永信, 度国旭, 吴坚, 黎玲萍

机床与液压. 2022, 50(3): 70-72. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.013

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利用NX软件的建模模块建立一种工业机器人的双气动手爪三维模型;在其机电概念设计模块(MCD)中进行气动手爪模型的机械设计、电气设计以及自动化设计;在完成MCD模块内部信号自动化序列仿真的基础上,基于一种开放式用户通信协议TCP,实现虚拟PLC控制气动手爪模型动态仿真的虚拟仿真调试。研究结果在机电一体化概念设计以及动态虚拟仿真调试方面,为相关技术人员提供了参考。

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电机械执行器驱动压差可控型多路阀特性研究

赵星宇, 王波, 赵斌, 李运帷, 权龙

机床与液压. 2022, 50(3): 73-78. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.014

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现有负载敏感多路阀,由于压力补偿器受到液动力等因素的影响,存在流量控制精度低等问题。以阀后补偿多路阀为研究对象,应用补偿压差调控原理,设计由伺服电机与滚珠丝杠组成的电-机械压差控制单元,增设于压力补偿器之上,构建新型压差可控型多路阀。阐明新型压差可控型多路阀的工作原理,在SimulationX仿真平台上建立了多路阀联合仿真模型,进行仿真分析。结果表明:伺服电机采用转矩控制模式,控制电机输出转矩,对补偿器阀芯施加附加力,可以在0~3.5 MPa范围内对主阀节流口压差进行连续控制;而且可以对液动力进行估算与补偿,提高了流量的控制精度;此外,在电-机械压差控制单元非控制和控制两种状态下,伺服电机转动惯量越小,滚珠丝杠导程越大,对补偿器响应特性影响越小,压差控制动态响应越好。

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大应变切削制备的超细晶纯铜切屑热稳定性的研究

吴春凌, 周龙, 聂斌

机床与液压. 2022, 50(3): 79-84. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.015

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采用不同前角的刀具对纯铜进行大应变切削加工,对获得的超细晶纯铜切屑进行不同温度的退火处理。利用扫描电子显微镜(SEM)和维氏硬度测量仪进行检测,分析不同前角和退火温度对超细晶纯铜切屑微观组织和力学性能的影响。结果表明:用0°前角刀具进行大应变切削加工后,切屑晶粒平均尺寸为0.3μm、硬度为160HV,在200~280℃退火时晶粒处于回复、再结晶阶段,具有良好的热稳定性,当退火温度高于280℃时,晶粒尺寸大幅增加、硬度显著下降;用-20°前角刀具进行大应变切削加工后,切屑晶粒平均尺寸为0.2μm、硬度为168HV,在200~320℃下退火时晶粒处于回复、再结晶阶段,具有良好的热稳定性,当退火温度高于320℃时,晶粒尺寸大幅增加、硬度显著下降;刀具前角越小,超细晶纯铜切屑热稳定性越好;相比于0°前角刀具,-20°前角刀具加工的超细晶切屑具有更好的热稳定性。

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密相气力输送弯管压降分析

周甲伟, 巴涵, 郭小乐, 李帅, 吴林峰, 苏利威

机床与液压. 2022, 50(3): 85-89. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.016

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以黑色母粒为实验对象,在自主搭建的多功能气力输送系统实验台上进行密相气力输送过程的实验研究,采用实验数据与理论模型计算对比的策略,研究了弯管前后的压力损失规律。研究发现:物料从仓泵发出后需要经过压力稳定、流量稳定后方能达到稳定输送状态,基于现有模型,结合实验结果修正的压降模型可较好地预测弯管压降,预测误差不大于15.7%。

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风电叶片疲劳试验两点惯性激振同步控制技术

李成良, 张磊安, 孔令科, 张登刚, 张金峰, 黄雪梅

机床与液压. 2022, 50(3): 90-94. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.017

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为消除风电叶片疲劳试验过程中两激振器间的耦合影响,提高两激振器的同步控制性能,设计虚拟主轴并行同步控制策略。应用模糊PI控制算法设计相位控制器,并搭建风电叶片两点惯性激振同步控制试验平台,验证该算法的同步控制效果。结果表明:在非同步控制状态下,两激振器间存在耦合效应,导致相位差存在较大波动,难以实现两激振器联合激振,叶片振幅紊乱,不满足叶片疲劳试验的要求;在同步控制状态下,实现了两激振器良好的同步控制效果,叶片振幅稳定,相位差值为±1.5°。

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基于Sobol’法的机床关键几何误差元素辨识方法研究

荣茂林, 胡腾, 何郑曦, 魏小建, 吴昊荣

机床与液压. 2022, 50(3): 95-99. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.018

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针对机床几何误差元素多、误差测量与辨识过程繁琐等问题,利用Sobol’全局灵敏度分析方法对空间误差模型中的几何误差元素进行灵敏度分析,筛选出影响较大的几何误差元素,从而降低误差测量与辨识过程的复杂度,简化空间误差模型。以螺旋理论为建模基础,建立机床空间误差模型;对所有几何误差元素进行Sobol序列抽样并通过蒙特卡洛估计法求解灵敏度,计算各误差元素的一阶灵敏度值及全局灵敏度值,从21个误差项中筛选出对机床空间误差影响较大的12项;将简化模型与完备模型进行对比,空间误差元素简化率为48%,其预测精度大于80%,说明了误差元素筛选的有效性,为机床空间误差建模、误差元素辨识以及空间误差补偿工作的简化提供参考。

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一种双泵组合变频液压调速系统

周创辉, 张庆阳, 卿绿军, 阮辉

机床与液压. 2022, 50(3): 100-103. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.019

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为提高变频调速液压系统的调节范围和响应速度,提出一种变频液压泵和定速液压泵组合的液压调速方案。建立系统数学模型,结合液压泵许用转速范围,给出两个液压泵的流量分配关系。以泵控马达液压系统为例,建立基于转速PID控制的系统仿真模型,对其调速性能进行验证。结果表明:采用所提的调速方案可实现转速连续平稳调节,液压泵的流量分配符合设计要求。

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往复式压缩机气阀故障模拟实验与数据处理

巴鹏, 江泽磊, 李睿

机床与液压. 2022, 50(3): 104-110. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.020

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研究往复压缩机气阀故障原理,在2D-90MG两列一级往复压缩机实验平台上对进气阀、排气阀进行一系列破坏性实验,模拟气阀的各类故障,最大限度地保证采集到的振动信号与实际情况相符。通过设计气阀故障模拟实验,搭建实验平台,采集气阀振动信号数据。通过分析所采集到的振动信号的时域波形与频谱,总结气阀振动信号特征,对气阀故障类别进行初步诊断。

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基于深度学习的微小元器件智能在线检测系统

丁成波, 刘蜜, 刘超

机床与液压. 2022, 50(3): 111-115. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.021

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为了解决多种微小元器件的尺寸、位置、方向和缺陷自动化在线检测难的问题,提出一套机器视觉和深度学习相结合的智能在线检测系统。通过搭建视觉检测系统采集微小元器件的图像,并对图像进行图像预处理、二值化、滤波、边缘轮廓特征提取以及模板匹配等处理,实现了多种微小元器件尺寸、位置和方向的在线检测。针对微小元器件表面缺陷,提出一种基于深度学习的微小元器件表面缺陷识别方法。实验结果表明:该系统能兼容多种产品在线检测,检测效率约0.344 s/个,尺寸、方向和位置检测准确率达100%,缺陷识别准确率约为95.56%。

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液压挖掘机液能回收再利用节能装置的设计

薄晓楠, 周连佺, 张楚, 瞿炜炜

机床与液压. 2022, 50(3): 116-120. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.022

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为了对液压挖掘机进行节能减排,采用流量再生和电液比例节流阀控技术,设计一种液压挖掘机液压能回收和再利用节能装置。阐述该装置的节能原理和3种工况的工作原理。采用运动控制器、传感器、电磁阀及相应的信号调理板组成电控系统,运用C#语言和CODESYS编程语言分别开发了上位机和下位机测控软件。经过设计加工阀块和购买元件,搭建了试验台,进行了挖掘机能量回收模拟试验和装机试验。试验结果证明:该装置能有效回收挖掘机动臂下降的势能和回转制动的动能,减少溢流损失,为进一步研究该节能装置的性能奠定了基础。

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TBM分体式刀座系统设计方法及力学性能分析

暨智勇, 郭犇

机床与液压. 2022, 50(3): 121-128. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.023

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硬岩隧道掘进机(TBM)通过刀盘上的滚刀破碎剥离岩石开挖,刀座系统是连接滚刀与刀盘之间的桥梁,其联接可靠性和承载能力性能好坏直接关系到设备开挖效率及施工维护成本,刀座系统设计理论及标准的缺乏已无法满足TBM安全、高效发展需求。总结刀座系统的结构设计基本原则,基于系统受载特性分析及轴式滚刀基本结构尺寸,建立了分体式刀座和整体式刀座的结构参数化设计方法。通过对轴式滚刀-刀座系统进行静力学建模,分析额定负载工况、不同螺栓预紧力下、不同工作载荷下的静力学特性,找出了各类刀座的应力分布特性、危险区域,揭示了工程中刀座部分区域开裂、压溃现象的力学原因。此研究可为工程中刀座优化设计提供参考。

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激光切割机精度保持性评估方法研究

梁澜之, 张华伟, 司卫征, 敖荟兰, PLATZ Roland

机床与液压. 2022, 50(3): 129-133. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.024

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针对激光切割机在加工FPCB板时,出现的误差逐渐增加导致拼接错位、工件精度下降、设备稳定性下降等问题,对激光切割机精度保持性进行历史数据分析、操作流程标准化及校准标准化研究。研究结果为进行设备优化提供参考。

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径向柱塞变量泵CAT试验台测试系统的设计

郭山国, 张华瑾, 武秋俊, 张长军, 马俊, 张林, 方加根

机床与液压. 2022, 50(3): 134-137. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.025

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针对某新型径向柱塞变量液压泵,开发一套计算机辅助测试(CAT)试验台测试系统。基于机、电、液、仪一体化计算机自动控制的思想,进行液压泵CAT试验台液压系统回路设计、硬件设计和软件设计。结果表明:所设计的测试系统功能强、效率高、精度高、自动化程度高、操作便利,达到了预期效果,具有一定的通用性。

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风电机组轴承加热技术研究

王靛

机床与液压. 2022, 50(3): 138-140. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.026

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通过分析轴承的不同加热方式,并结合风电机组需装配零件的结构特点和生产工序,研究谐振电源加热技术并实施。主轴承内外圈和滚子之间有一定的游隙,加热时需要控制内外圈的加热温差。通过研究加热原理、方法,结合需加热产品参数,开发一拖二全数字化IGBT谐振电源加热设备。结果表明:所设计的设备能够有效解决目前风力发电机组制造过程中的轴承加热速度慢、温度控制精度不高的问题。

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伺服阀科学使用的研究

郑文明, 刘雨, 刘森

机床与液压. 2022, 50(3): 141-144. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.027

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分析伺服阀零位流量增益、零位压力增益、零位流量压力增益系数、零位内泄漏流量的重要作用,并利用伺服阀测试曲线说明阀芯、阀套锐边的磨损是导致伺服阀零位特性下降和零位内泄漏流量增加的主要原因。提出根据不同工况,将零位特性较差的伺服阀更换使用位置,不仅可以降低设备维护成本,同时可保障伺服液压系统性能和产品质量。

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风力机主轴承刚柔多体接触动力学动态特性分析

曾宪旺, 孙文磊, 王宏伟, 徐甜甜, 万云发

机床与液压. 2022, 50(3): 145-150. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.028

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为揭示多动态参数激励下兆瓦级风力机主轴承的动态特性,考虑空间柔性机构大范围运动与弹性体自身小范围变形的影响,对主轴承进行参数化分析并联合动载荷作用下的动力学方程进行数值求解。以兆瓦级风力机主轴承为研究对象,建立刚柔多体接触模型,进行仿真并验证模型的正确性与可靠性。结果表明:通过分析主轴承刚柔多体接触动力学特性,可得到风力机运转过程中主轴承各部件之间的动态响应特性、不同工况下柔性体的接触力变化规律以及阵风阶段内圈的受力危险位置。研究结果为风力机主轴承的结构优化提供参考。

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薄壁筒车削颤振稳定性预测

王昱昊, 吕凯波, 娄培生, 刘一沛, 廉自生

机床与液压. 2022, 50(3): 151-156. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.029

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切削颤振是制约薄壁筒工件加工质量和效率的主要因素之一。采用半离散法对含有时滞项的动力学方程进行稳定性预测分析,结合薄壁筒工件切削振动试验,研究刀具、工件动力学参数匹配关系变化对切削加工稳定性的影响。通过仿真分析得出:随着刀具刚度或固有频率的提升,切削系统稳定性呈上升趋势,但过度提升刀具刚度并不会有效提升切削稳定性;在刀具与工件固有频率接近处,切削系统的稳定性较差;适当调整刀具动态特性参数有利于提高柔性工件切削加工的稳定性;切削过程中,时变的切削位置和工件尺寸会引起切削系统动态特性的变化。根据时变稳定性预测图,从稳定性分析角度解释了一次走刀切削试验中薄壁筒工件表面出现不同加工形貌的原因。

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深水作业机器人推进器布局建模及推力分配

陈晓虎, 尚伟燕, 杨先海, 易新华, 代瑞恒, 孙阳

机床与液压. 2022, 50(3): 157-161. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.030

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为了研究遥控无人潜水器(ROV)水平推进器的安装位置与安装角度对ROV纵荡、横荡及艏摇三个运动的影响,建立了推进器空间布局与最终推力的数学模型。根据小型ROV的具体作业环境确定了推进器的安装角度,并在此基础上提出了功率归一与序列二次规划相结合的水平推进器推力分配方法,通过仿真验证了该方法进行推力分配的合理性和有效性。

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新型采棉机液压系统能量回收仿真研究

边鑫磊, 买买提明·艾尼, 尼加提·玉素甫

机床与液压. 2022, 50(3): 162-166. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.031

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为防止牵引式新型采棉机实际采棉过程中垂直摘锭采摘头中滚筒、脱棉刷以及其他工作部件出现卡死不转等故障,设计能量回收式采棉头间距控制液压系统,防止采摘头摘锭刮擦棉株、破坏棉田,实现在采棉箱翻转下降时的重力势能回收,利用回收能量控制两组采棉头的距离。通过AMESim对采棉头防卡液压系统进行仿真,结果表明:在棉箱翻转卸棉过程中,蓄能器收集的能量可供3组采棉头防卡液压缸往复工作2次,且系统压力和流量均满足要求。

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基于AMESim-Simulink的深海加压系统PID控制仿真分析

张于贤, 李昭, 林静

机床与液压. 2022, 50(3): 167-170. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.032

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以一种深海加压系统的同步回路为研究对象,针对同步回路在外干扰力下的位移精度控制问题,使用AMESim的液压库搭建同步回路的物理模型,并使用Simulink建立PID控制器模型,而后将两者进行联合仿真,观察同步回路在外干扰力下的控制性能。结果表明:PID控制的同步回路的位移精度能够达到设计需求。

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水泥混凝土整平机自动升降液压系统仿真研究

马丽英, 徐建伟, 杨隧中, 曹源文, 董琴琴

机床与液压. 2022, 50(3): 171-175. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.033

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水泥混凝土整平机自动升降液压控制技术对于降低人工作业误差、提高平整作业的精度和质量非常关键。为了便于开展进一步的相关研究,进行自动升降液压控制系统仿真。首先运用ADAMS软件建立整平机整平板和激光接收器系统模型并进行仿真,论证了动力学模型可以很好地实现激光接收器与整平板的自动升降功能;然后运用AMESim软件进行整平板与激光接收器自动升降液压系统仿真。仿真结果表明:利用角位移传感器和位移传感器的输入、数据转换以及电磁换向阀的控制,分别实现了激光接收装置的自动升降功能和振动整平板的自动升降功能,对水泥混凝土路面平整度优化以及整平机动力特性研究提供参考。

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基于相关向量机的故障诊断方法研究

陈康, 熊建斌, 苏乃权, 王颀, 余得正, 李春林

机床与液压. 2022, 50(3): 176-186. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.034

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相关向量机(RVM)是目前最受关注的新一代模式识别技术之一,阐述了基于相关向量机的故障诊断方法、应用前景等。介绍相关向量机的分类、回归模型及其国内外研究进展;对RVM提出至今在故障诊断和退化评估与寿命预测中的应用研究进行综述;最后分析在故障诊断中RVM方法存在的弊端及其未来研究趋势。

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基于峭度排序的特征构造在行星齿轮箱故障诊断中的应用研究

刘祥雄, 乐威, 王帅星, 雷东

机床与液压. 2022, 50(3): 187-192. https://doi.org/10.3969/jissn1001-3881.2022.03.035

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针对行星齿轮箱故障诊断中存在的故障诊断样本数少、故障诊断精度低等问题,提出一种经验模态分解(EMD)、峭度排序和BP神经网络相结合的故障诊断方法。该方法首先对原始振动信号进行EMD,然后对分解获得的固有模态函数(IMF)进行峭度排序;根据训练样本数自适应地选择对应的IMF,将对应IMF的能量值作为特征向量输入BP神经网络进行故障模型的搭建,并完成模型诊断成功率测试。结果表明:经过峭度排序后的故障特征的区分度明显升高,表明改进后的算法可以在训练样本少和训练数据不均衡的情况下达到较高的故障诊断成功率,完成对行星齿轮箱故障模式的识别。

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2022年, 第50卷, 第3期　
刊出日期：2022-02-15

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