2001年, 第37卷, 第8期　
刊出日期：2001-08-15

  

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论文
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  柔性机械系统动力学的变形耦合方法

  阎绍泽;季林红;范晋伟;刘又午

  . 2001, 37(8): 1-4.

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  采用弹性广义坐标耦合形式描述柔性构件的变形场，引入非线性位移—应变关系确定新的形函数，使柔性体广义变形坐标—应变成为线性关系，采用这种线性形式描述柔性体的应变能。将含变形广义坐标二阶项保留到求出偏（角）速度后再线性化，根据Kane方程建立了基于小变形的柔性机械系统动力学一致线性化模型。对含柔性梁的急回机构动力学进行了仿真研究。仿真结果表明曲柄在一些特定转速下，柔性梁出现失稳；在某些转速时，柔性梁动响应具有拍频特征。
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  螺旋三系在主坐标系下几何表示

  王晶;黄真;李秦川

  . 2001, 37(8): 5-9.

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  Hunt提出的螺旋三系共有11种类型。系统地研究了这11种螺旋型的几何特征，具体描绘在主坐标系下每种类型的所有螺旋轴线的空间分布规律。这不仅发展了Hunt的分类理论，而且便于应用螺旋三系于机构分析有一个清晰的几何概念。
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  用加速度波形优化方法减少柔性机械臂残余振动

  王兴松;朱建

  . 2001, 37(8): 10-13.

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  柔性机器人在航天及核工业领域有广阔的应用前景。提出了用加速度优化的方法获得柔性臂的最佳运行控制信号并控制其运动，从而消除其运动终止时的残余振动思想。通过理论推导得到残余振动计算公式，采用网格法对其进行优化。仿真和试验结果证明了此方法的有效性。
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  摩擦约束有限变形非线性弹性广义变分不等原理的半反推法

  孙辉;扶名福

  . 2001, 37(8): 14-17.

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  研究了有限变形非线性弹性接触问题变分不等方程的逆问题，用半反推法成功地导出了变分不等问题的势能型能量泛函，并巧妙地处理了由于变分不等式引起的困难。
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  漂浮基空间机器人协调运动的自适应控制与鲁棒控制

  陈力;刘延柱

  . 2001, 37(8): 18-22，2.

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  讨论了载体姿态受控、位置不受控制的漂浮基空间机器人协调运动的控制问题。借助于虚拟扩展系统的控制输入与输出，克服了漂浮基空间机器人系统控制方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点，保持了控制方程关于惯性参数的线性函数关系。以此为基础，针对末端抓手所持载荷参数是未知及不确定的两种情况，分别设计了载体姿态及末端抓手惯性空间轨迹协调运动的自适应控制方案与鲁棒控制方案。仿真运算证实了上述控制方案的有效性。
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  基于集合理论的机构自动化选型系统

  唐林;王生泽

  . 2001, 37(8): 23-28.

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  将机构自动化选型系统分为问题空间和解空间两大部分，建立了基于集合理论的人机结合式机构自动化选型模式。从问题空间到解空间，对运动特性和功能质量采用不同的映射方式，即：由计算机精确推理，选择满足运动功能要求的机构，形成新解空间Ω'J；由人类根据Ω'J中机构的功能质量选择符合功能质量要求的可行机构和最优机构。解决了机构选型要求规范化描述和机构信息规范化表达的难点。根据提出的原理，较好地实现了机构选型的自动化。
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  磁力金属带传动弹性滑动的理论分析

  罗善明;缪协兴;郭迎福

  . 2001, 37(8): 29-31，3.

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  对一种新型磁力金属带传动中金属带的受力、弹性滑动及其对传动性能的影响等进行了较为详细的分析，揭示了金属带的弹性滑动率随传动功率、传动比、初张力和磁感应强度的变化规律，并对其进行了数值模拟。结果表明，同普通带传动相比，磁力金属带传动的弹性滑动率仅为0.02%～0.05%，传动性能得到一定程度的改善，传动功率大，弹性滑动小，传动准确性好，传动效率高。
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  基于功率流方法的复杂柔性耦合系统被动综合最优控制

  王全娟;陈家义;许华

  . 2001, 37(8): 32-37.

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  研究了楼上或舰艇船舶上机电设备的隔振和吸振综合控制系统的功率流传递特性及优化设计。从多激励非对称柔性系统的工程实际出发，采用子结构等价导纳综合法，推导了被动综合控制系统的功率流普遍方程，提出了基于功率流的多个吸振器的优化设计方法。并以两根固支梁模拟柔性基础，进行了数值优化计算与分析，揭示了综合控制系统功率流的传递特性，通过多个小质量优化吸振器，成功地实现了宽频最优控制。
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  基于QFD的数控加工工艺质量优化规划方法

  郑联语;唐晓青;汪叔淳

  . 2001, 37(8): 38-42.

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  提出了一种基于质量功能配置的确定工艺质量水平的建模方法，并建立了优化数学模型，其目标函数是总体工艺质量改进程度最大化，约束条件包括三个方面：①工艺质量水平变化区间。②工艺质量要素之间的相关性。③预算的工艺质量成本。应用实例表明，针对具体的工艺质量问题，运用该模型能够帮助工艺设计人员有效地规划出最优的工艺质量水平。
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  基于有限项频率特性序列模型的前馈跟踪控制

  马聘;冯之敬;赵广木

  . 2001, 37(8): 43-46.

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  为了改善跟踪控制精度，针对被控对象精确模型不易于辨识的情况，根据有限个特征频率处的频响特性试验数据，提出了一种近似模型：有限项频率特性序列模型，并在此基础上提出了频域幅相调整控制算法。仿真结果表明，在不需要预知被控对象精确模型的情况下，对无急剧尖角变化的参考输入轨迹，该方法可以实现高精度跟踪控制。
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  基于对象模型的不确定环境下服务性机器人系统模型研究

  邵鹏鸣;李成刚;吴翰声

  . 2001, 37(8): 47-51.

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  提出了一个基于对象模型的服务性机器人系统模型，描述了模型的实现方法，并介绍了在动态不确定环境下实现任务规划的一种方法，这种任务规划方法模仿了人任务规划方式，选择最有可能成功执行的任务执行，当环境发生意外变化或目标被改变时，它能够作出相应的反应，改变任务选择，同时这种任务规划方法对实现人机接口特别有用。
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  装载机铲装过程电子控制模型研究

  宋占伟;闻邦椿;于秀敏;诸文农

  . 2001, 37(8): 52-54，6.

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  就装载机铲装过程的电子控制进行了深入研究，建立了动臂及铲斗的控制模型，给出了动臂与铲斗定位及铲装净载荷测量的具体实施方案，依据此控制模型所研制的系统已成功地应用于大型装载机上，达到了预期的效果。
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  单辊驱动轧机水平自激振动定性分析

  唐华平;钟掘

  . 2001, 37(8): 55-59.

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  应用非线性力学模型分析了轧辊水平振动。在分析轧辊轧件接触界面之间相对运动及其相对变形与接触面上摩擦力的关系基础上，建立了轧辊水平振动的非线性动力学方程。分析了粘滑共存摩擦转变为全滑动摩擦对轧辊水平振动的影响。用相平面方法分析了轧辊水平运动规律，并确定了粘滑—滑动运动的极限环。定性地分析了轧辊水平运动的动力学特性，着重分析单辊驱动轧机水平自激振动产生的条件及其机理，得出影响轧辊水平自激振动的因素。提出轧辊水平自激振动模型。
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  面向小批量制造过程的质量控制方法研究

  余忠华;吴昭同

  . 2001, 37(8): 60-64.

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  针对小批量制造过程中统计质量控制（SPC）所面临的突出问题，即如何充分利用有关过程的信息（包括客观的历史数据和主观的经验与判断），提出应用贝叶斯预测理论的动态质量控制方法，着重讨论这一方法的动态建模、参数估计、模型干预方法和实施步骤等，并进行工程应用。
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  评价机械加工表面形貌的小波变换方法

  王安良;杨春信

  . 2001, 37(8): 65-69，7.

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  提出了用小波变换计算粗糙表面分形维数的新方法，并基于Weierstrass-Mandelbrot函数（W-M函数）Majumdar-Bhushan函数（M-B函数）对该方法进行了验证，结果表明该方法具有很高的计算精度。应用小波变换方法对核态池沸腾试验板表面形貌的分形特征进行了评价，包括铜和不锈钢材料，轧制、砂纸打磨和表面机械抛光等3种加工方法生成5个粗糙度级别的试验板，研究结果表明该方法能有效评价表面形貌的分形特征。
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  基于有限元LD10CS铝合金电磁搅拌焊接外加磁场的优化设计

  罗键

  . 2001, 37(8): 70-74.

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  针对LD10CS铝合金电磁搅拌焊接过程，采用有限元数值分析方法，对电磁搅拌外加磁场分布进行了研究与分析，讨论了铁心媒质、线圈位置等因素对外加磁场分布及其均匀性的影响，并在充分考虑焊炬结构的同时，根据磁场分布均匀性依据，对电磁搅拌焊接过程励磁线圈进行了工程设计，获得了较好焊接的效果，为电磁搅拌焊接生产提供了良好的指导。
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  提高直接驱动电动机系统刚度的机电一体化设计

  苏玉鑫;段宝岩;南仁东;彭勃

  . 2001, 37(8): 75-79.

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  直接驱动电动机具有结构简单、控制性能高的特点，但扰动转矩直接影响其控制性能，较高的伺服刚度是减小转矩扰动对控制精度影响的有效手段。然而，过高的刚度会使被控直接驱动电动机系统不稳定，甚至产生振荡。设计一种电流变可调阻尼器，直接附加在电动机的转轴上，通过外加电压可以调节电流变阻尼器的阻尼系数，从而可以提高系统的刚度而又不会引起系统的振荡。推导了电流变可调阻尼器的阻尼系数模型，并通过位置式PD控制直接驱动电动机系统的数值仿真，验证了上述基于电流变可调阻尼器的直接驱动电动机系统刚度提高设计方法的有效性。
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  GPGP协同机制在基于MAS车间调度系统中的应用

  曾波;杨建军

  . 2001, 37(8): 80-83.

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  合同网协议广泛应用在基于MAS的制造系统中，以解决实际的调度和控制问题。在讨论基本合同网协议的缺点和不足的基础上，提出一种应用在MAS的结合合同网协议、GPGP协同机制和TAEMS任务描述语言的任务分配和调度方法，并应用在制造执行系统原型MM-MES中，研究分布式制造系统的调度和协同。
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  柔性激光加工系统中的测量功能及其静态误差分析

  虞钢;刘荷辉

  . 2001, 37(8): 84-87，9.

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  着重介绍了集成化柔性激光加工系统中测量功能的构成和工作原理，在此基础上分析和讨论了静态误差的来源以及补偿方法，并进行了测量试验。
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  基于结构体动态问题的概率有限元法研究

  宁方立;吴立言

  . 2001, 37(8): 88-90.

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  将求解结构动态特性问题的有限元法与可靠性分析的三参数法相结合，建立了一套求解结构体动态特征值的概率参数及分布的三参数概率有限元法。该方法的建立既解决了关于复杂结构动态问题的可靠性分析问题，同时又使可靠性问题的分析精度有一定的提高。最后，在算例中验证了三参数概率有限元法的可行性、有效性。
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  Cu基形状记忆合金弹簧热机性能研究

  邱自学;张河

  . 2001, 37(8): 91-95.

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  论述了形状记忆合金（SMA）弹簧驱动元件的应力、应变、温度和相变之间的关系并对铜基形状记忆合金螺旋弹簧进行了系统的测试。对试验结果及其机理进行了系统分析，试验结果表明，SMA弹簧元件在3种基本使用状态下的应力－应变－温度关系呈现非线性，设计中不能直接应用虎克定律。测试结果为进一步揭示SMA驱动特性及设计SMA驱动元件提供了参考依据。
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  集散系统中高精度控制器在现场实现的研究

  赵习为;慕春棣

  . 2001, 37(8): 96-98.

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  讨论了集散系统，尤其是监控与数据采集（SCADA）系统中高精度设备的控制问题。在考虑工业设备自身固有特点的前提下，提出一种控制策略，它算法简单，完全适用于现场控制器（低端处理器），并可由处理器的容量决定其控制精度。该方法还具有较强的鲁棒性，是对SCADA系统在动态控制方面的一个很好的补充。
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  板材冲压成形中的弯曲与反弯曲变形问题的研究

  秦泗吉;王志松

  . 2001, 37(8): 99-101，.

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  基于多角弯曲成形时的弯曲和反弯曲变形模型，对弯曲、拉深、胀形及翻边等基本冲压成形方式进行了研究，分析了各种成形方式中的弯曲、反弯曲现象，导出了产生反弯曲变形的判定条件，提出了当量弯曲角的概念，给出了正确计算成形力的方法。研究结果表明，对许多冲压成形，在变形的初始阶段并不存在反弯曲变形。
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  铝锡轴瓦的疲劳裂纹分析

  刘春慧;程先华;王成焘

  . 2001, 37(8): 102-105.

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  对AlSn20Cu轴瓦进行了疲劳试验，观察到疲劳裂纹的萌生及扩展过程，并以计算所得轴心轨迹、油膜压力和合金层应力分布为依据，分析了轴瓦的疲劳过程，与试验结果相吻合，从而为轴瓦的疲劳裂纹分析提供了新的研究方法。
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  形成切屑上向弯曲非折断插入区的理论研究

  郑敏利;李振加;韦银利;融亦鸣

  . 2001, 37(8): 106-109.

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  切屑控制是现代先进机械制造系统中的基础关键技术，切屑控制问题不解决，任何一个理想的自动化过程都不能实现。本文以切屑空间运动轨迹理论为基础，探讨切屑与工艺系统障碍物的约束关系，建立判断其接触与否的约束方程；以影响上向弯曲插入区形成的主要因素——主偏角为主线，探讨其对切屑卷曲的影响规律；最后判断切屑上向弯曲非折断插入区域，并给出避免此区域生成的切屑折断条件。