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一种五轴并联加工单元的参数与刚度优化设计

机械工程学报 2024年第13期 308-315页

作者：何雨镐谢福贵解增辉王金斗刘辛军清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室烟台清科嘉机器人联合研究院有限公司

大型复杂构件具有尺寸大、结构复杂、局部加工特征多等特点，针对该类构件的高精加工需求，提出了“大范围定位+局部五轴精雕细刻”的原位加工模式，开发了“全向移动平台+高刚度定位机构+高精度五轴并联加工单元”的移动式混联加工机... 详细信息

大型复杂构件具有尺寸大、结构复杂、局部加工特征多等特点，针对该类构件的高精加工需求，提出了“大范围定位+局部五轴精雕细刻”的原位加工模式，开发了“全向移动平台+高刚度定位机构+高精度五轴并联加工单元”的移动式混联加工机器人。该装备的核心部件是末端的五轴并联加工单元，对整机装备的加工性能影响重大。为了进一步提升五轴并联加工单元的运动/力传递性能以及刚度，开展了基于运动/力传递性能评价方法的结构和尺寸参数分层优化和以提升刚度为导向的结构优化。提出了多参数分层优化方法，实现了多结构和尺寸参数优化，使运动/力传递性能相对于参数优化前提高了48.37%；采用虚拟铰链法和有限元法建立了五轴并联加工单元的刚度模型，揭示了各构件刚度对末端刚度的影响规律，辨识出机架为五轴并联加工单元的刚度薄弱环节。建立了基于刚度贡献率的刚度逐级优化方法，并针对机架进行了结构优化，使五轴并联加工单元的刚度提高了63.83%，刚度质量比提高了52.06%。基于上述优化设计结果，设计了运动/力传递性能以及刚度性能更优的五轴并联加工单元，为研发加工性能更优的新一代移动式加工装备奠定了基础。

关键词：五轴并联加工单元运动/力传递性能参数分层优化刚度建模结构优化

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现代科技创新研究模式探讨

机械工程学报 2022年第11期58卷 1-10页

作者：刘辛军谢福贵杨迪解增辉孟齐志清华大学机械工程系清华大学摩擦学国家重点实验室

科技创新是人类社会生产力发展的源泉,是社会进步的重要动力,开展科技创新方法论研究并探索科技创新研究模式,对于推动科技进步具有重大意义。基于古典哲学思想和辩证唯物主义方法论,探讨一种以揭示规律、创造发明、改造世界为指导思想... 详细信息

科技创新是人类社会生产力发展的源泉,是社会进步的重要动力,开展科技创新方法论研究并探索科技创新研究模式,对于推动科技进步具有重大意义。基于古典哲学思想和辩证唯物主义方法论,探讨一种以揭示规律、创造发明、改造世界为指导思想的科技创新研究模式,表现为“寻其道、谋其术、求其魂、索其变、用其精”的辩证统一过程。在该模式的指导下,围绕航空航天等重点领域大型复杂构件的高效高质量加工重大需求,开展了科技创新研究实践,研制了移动式混联机器人并应用于此类大型复杂构件的原位柔性加工中。实践结果表明,该科技创新研究模式遵循了辩证唯物主义思想,在科技创新实践中是有效的,可作为科技创新的一种模式。

关键词：科技创新模式辩证唯物主义古典哲学移动式混联机器人创新研究实践

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复合控制空空导弹大机动控制律设计及仿真

弹道学报 2011年第4期23卷 22-26页

作者：侯满义解增辉范惠林空军航空大学航空军械工程系中国人民解放军93802部队

为克服直接力/气动力复合控制系统的非线性耦合,实现导弹的大攻角机动飞行,采用反馈线性化方法,经过适当的假设转换,将复合控制导弹的俯仰和偏航通道线性化解耦,再针对每个控制通道设计RBF神经网络滑模变结构控制器.仿真结果表明,2个控... 详细信息

为克服直接力/气动力复合控制系统的非线性耦合,实现导弹的大攻角机动飞行,采用反馈线性化方法,经过适当的假设转换,将复合控制导弹的俯仰和偏航通道线性化解耦,再针对每个控制通道设计RBF神经网络滑模变结构控制器.仿真结果表明,2个控制通道实现解耦,并能各自稳定跟踪控制指令,具有较强的鲁棒性,而且控制量的抖振得到了有效抑制.基于反馈线性化的变结构控制方法使得复杂的导弹控制系统设计问题大大简化.

关键词：空空导弹复合控制控制律反馈线性化变结构 RBF神经网络

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弱撞击空间对接机构及其主动柔顺控制的研究

弱撞击空间对接机构及其主动柔顺控制的研究

作者：解增辉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

相比于传统的被动缓冲式空间对接,弱撞击空间对接具有对接过程中接触力小、允许的初始位姿偏差大等优点,因此成为国际空间技术研究的热点。柔顺对接需要在对接过程中实时采集对接接触力,进行信号处理并完成位置命令修正,导致控制系统更... 详细信息

相比于传统的被动缓冲式空间对接,弱撞击空间对接具有对接过程中接触力小、允许的初始位姿偏差大等优点,因此成为国际空间技术研究的热点。柔顺对接需要在对接过程中实时采集对接接触力,进行信号处理并完成位置命令修正,导致控制系统更加复杂;同时,由于弱撞击空间对接机构允许的对接初始条件更加恶劣,所以有必要选择合适的优化目标对空间对接机构进行优化设计。因此本文对弱撞击空间对接机构的优化设计方法以及柔顺控制策略进行了研究,为开展弱撞击空间对接进行理论储备。首先,为完成弱撞击空间对接模拟实验,本文以Stewart平台作为主动对接平台,在每个支链末端安装一维力传感器,用于采集对接过程中的接触力信息,完成其构型设计,进行其正逆运动学分析,其中正运动学采用数值迭代的方法完成,并完成其雅克比矩阵的推导,为后续的尺度综合和柔顺控制奠定了基础。为提高对接机构的综合性能,对基于雅克比矩阵和螺旋理论的并联机构的性能评价指标进行深入的对比分析,选定具有坐标系不依赖性和单位统一性优点的螺旋理论评价指标,利用其进行结构优化,并提出全局传递性能指标(GTIc)来评价确定工作空间条件下并联机构的传递性能。采用粒子群算法开展空间对接机构的尺度综合,为弱撞击对接机构的研制提供理论指导。基于此,进行对接机构的设计以及优化结果的验证。然后,为实现弱撞击空间对接,降低对接过程中的接触力,本文在传统阻抗控制的基础上,设计惯量-阻尼控制器,消除由于机器人末端操作器偏离期望位置而产生的恢复力,使机器人表现出对环境的完全适应性。此外,提出期望对接力解算方法,用以判定对接是否完成。并在此基础上,提出关节空间柔顺控制策略和笛卡尔空间柔顺控制策略来完成对接环位姿测量不精确条件下的弱撞击对接,采用MATLAB和ADAMS联合仿真方式验证两种控制策略的可行性,并对比分析其各自的优缺点。最后,设计3UPS-PS并联机构作为被动对接平台以构建对接模拟实验系统,完成其电气控制系统和软件控制系统的研制,对主动柔顺控制策略进行实验验证。完善了弱撞击空间对接实验流程,攻克力信号滤波、重力补偿、主被动对接环位姿测量等相关技术,并进行弱撞击空间对接模拟实验,验证控制策略的可行性。

关键词：弱撞击空间对接传递性能尺度综合柔顺控制

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一种新型H_∞变结构末导引律设计

南京理工大学学报 2011年第5期35卷 632-636页

作者：解增辉刘占辰李伟空军工程大学工程学院陕西西安710038 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为了实现异弹制导的全程鲁棒性,弥补变结构控制在滑模外不具有鲁棒性的不足,该文针对大机动目标,将有限时间区间全信息反馈H∞控制应用于滑模趋近运动段,用其解析解构造变结构趋近律,获得一种具有全程鲁棒性的H∞变结构导引律。分析了... 详细信息

为了实现异弹制导的全程鲁棒性,弥补变结构控制在滑模外不具有鲁棒性的不足,该文针对大机动目标,将有限时间区间全信息反馈H∞控制应用于滑模趋近运动段,用其解析解构造变结构趋近律,获得一种具有全程鲁棒性的H∞变结构导引律。分析了滑模运动的可达性和稳定性。仿真表明,与最优变结构导引和比例导引相比,该文设计的导引律制导精度更高,鲁棒性更强。

关键词：全信息反馈 H∞控制变结构控制全程鲁棒性

盐酸沃尼妙林对金黄色葡萄球菌体内PAE的测定

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黑龙江畜牧兽医 2013年第5期 143-144页

作者：赵立香解增辉吉林农业科技学院动物科学学院吉林吉林132101

抗菌后效应（post antibiotic effect，PAE）又称抗生素后效应，系指细菌与抗菌药物短暂接触一段时间，当药物清除后或低于最小抑菌浓度时，细菌生长仍然受到持续抑制的效应，它被认为是细菌接触抗菌药物后恢复正常状态所需要的时间。直... 详细信息

抗菌后效应（post antibiotic effect，PAE）又称抗生素后效应，系指细菌与抗菌药物短暂接触一段时间，当药物清除后或低于最小抑菌浓度时，细菌生长仍然受到持续抑制的效应，它被认为是细菌接触抗菌药物后恢复正常状态所需要的时间。直至20世纪70年代中期，McDonald和Craig等人的研究报道发表后，PAE理论才引起人们的广泛关注，并将之与临床实践结合用以指导细菌性疾病的治疗。

关键词：金黄色葡萄球菌 PAE 测定体内盐酸抗生素后效应最小抑菌浓度细菌生长