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太阳跟踪器电动推杆俯仰机构的参数优化

机械科学与技术 2023年第4期42卷 546-552页

作者：陈元涛李鹏张顺翔杨裕锦祝璇武汉理工大学机电工程学院武汉430070 先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室) 广东佛山528200

与固定式安装太阳电池板比较,采用太阳能跟踪系统可使其发电量提高25%~40%。本文根据太阳跟踪器俯仰机构几何关系,建立了完整太阳跟踪过程中电动推杆承受载荷最小的优化设计模型,通过编写MATLAB程序,对俯仰机构的布局参数和机构尺寸进... 详细信息

与固定式安装太阳电池板比较,采用太阳能跟踪系统可使其发电量提高25%~40%。本文根据太阳跟踪器俯仰机构几何关系,建立了完整太阳跟踪过程中电动推杆承受载荷最小的优化设计模型,通过编写MATLAB程序,对俯仰机构的布局参数和机构尺寸进行了优化。算例结果表明,优化的俯仰机构增大了最小传动角,提高了机构的传动性能,降低了电动推杆的载荷,保证了机构性能和可靠性。

关键词：太阳跟踪器俯仰机构电动推杆参数优化

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一种高速风洞俯仰机构的设计

机械设计 2014年第11期31卷 29-32页

作者：陈平刘成义李诚刘静重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 重庆工程职业技术学院机械工程学院重庆400037

提出了一种应用于超高速风洞大迎角试验的新型俯仰机构,利用全微分法对该机构进行了误差分析。根据俯仰机构的结构形式和特点,完成了风洞大迎角俯仰机构在几种典型工况下的静力学分析。分析表明:该机构达到了风洞试验所要求的各项指标,... 详细信息

提出了一种应用于超高速风洞大迎角试验的新型俯仰机构,利用全微分法对该机构进行了误差分析。根据俯仰机构的结构形式和特点,完成了风洞大迎角俯仰机构在几种典型工况下的静力学分析。分析表明:该机构达到了风洞试验所要求的各项指标,所设计的俯仰机构结构形式合理可靠。

关键词：俯仰机构全微分误差分析静力学分析

利用ADAMS仿真技术处理俯仰机构欠载问题

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系统仿真学报 2006年第z2期18卷 979-981页

作者：宋志安山东科技大学机电学院山东省青岛市266510

针对喷浆机器人在低于额定电压场合下工作时,存在俯仰机构初始上仰困难的问题,理论分析了电压降低导致俯仰机构上仰欠载的原因,并利用ADAMS仿真分析,验证了最大载荷工作点位置,在喷浆机器人设计中改进了俯仰油缸液压驱动系统,实践证明... 详细信息

针对喷浆机器人在低于额定电压场合下工作时,存在俯仰机构初始上仰困难的问题,理论分析了电压降低导致俯仰机构上仰欠载的原因,并利用ADAMS仿真分析,验证了最大载荷工作点位置,在喷浆机器人设计中改进了俯仰油缸液压驱动系统,实践证明效果良好。

关键词：喷浆机器人液压控制载荷 ADAMS 俯仰机构仿真

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大仰角俯仰机构布局方案优化方法及应用

机械设计与研究 2015年第1期31卷 17-21页

作者：方子帆高术周刚张毅敏黄朝学何孔德三峡大学机械与动力学院河北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室河北宜昌443002 中国船舶重工集团公司第七一○研究所河北宜昌443003

为解决大仰角俯仰机构布局方案的优化问题,以始末状态中俯仰传动油缸最大作用力和近似功率的加权函数最小为优化目标,考虑空间铰点位置、机构传动角、俯仰传动油缸稳定性等约束条件,建立了其优化方法数学模型,利用复合形法算法编写了MAT... 详细信息

为解决大仰角俯仰机构布局方案的优化问题,以始末状态中俯仰传动油缸最大作用力和近似功率的加权函数最小为优化目标,考虑空间铰点位置、机构传动角、俯仰传动油缸稳定性等约束条件,建立了其优化方法数学模型,利用复合形法算法编写了MATLAB优化程序。提出了基于优化设计数据构建产品原理性样机,并利用虚拟样机技术进行产品性能评价的方法。以某型装置为算例进行优化设计,获得其大仰角俯仰机构布局方案优化数据,与作图法相比,优化后:俯仰传动油缸作用力的压力峰值与拉力峰值基本持平且最大作用力降低了28%,功率正负分布更为均衡且变化范围减小,俯仰机构最小传动角提高了30%。所建立的大仰角俯仰机构优化方法数学模型及设计数据评价方法可以应用于其他机械装备概念创新设计中。

关键词：俯仰机构布局方案优化设计数据评价大仰角

车载无人机弹射系统俯仰机构的电机控制系统研究

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车载无人机弹射系统俯仰机构的电机控制系统研究

作者：谭秀菲南京航空航天大学

学位级别：硕士

高性能的弹射系统对于提升车载无人机的综合性能有着重要意义,而动态起降性能是衡量弹射系统优劣的一个重要指标,同时伺服驱动系统相比于传统液压驱动系统具有体积小、精度高、控制简便等优点,因此采用伺服驱动弹射系统的俯仰机构可以... 详细信息

高性能的弹射系统对于提升车载无人机的综合性能有着重要意义,而动态起降性能是衡量弹射系统优劣的一个重要指标,同时伺服驱动系统相比于传统液压驱动系统具有体积小、精度高、控制简便等优点,因此采用伺服驱动弹射系统的俯仰机构可以在同体积下获得更高的综合性能,而伺服驱动系统的核心是伺服电机的驱动控制。本文以车载无人机弹射系统俯仰机构的电机控制系统为研究对象,分析俯仰机构的基本结构及永磁同步电机的驱动方法,研究永磁同步电机的控制算法,并设计相应的驱动控制器。首先简化俯仰机构结构得到其作为电机负载的非线性变化特性,同时分析得到永磁同步电机及三相驱动器的数学模型。其次根据负载特性采用模型预测控制方法对永磁同步电机进行控制,改用等效电压预测减少模型预测过程中的计算量,使用空间矢量脉宽调制技术对传统最优二矢量模型预测控制进行改进,得到相应的调制方法,应用Jaya智能寻优算法对电机模型参数进行在线自动矫正。再次针对三相逆变器的死区效应,在考虑到测量噪声及滤波器相位延迟情况下,应用基于跟踪微分器的电流滤波器进行滤波及相位补偿后再进行死区补偿。然后根据电机参数及机构控制需求设计相应的电机控制器和上位机软件,其中控制器包含驱动板与主控板和相应的机构及电机控制程序。最后应用MATLAB进行仿真实验,验证本文所用方法的有效性及可行性,并应用磁粉阻尼器做模拟负载,搭建实验平台,模拟对俯仰机构的控制,证明所设计的电机控制系统能控制俯仰机构平稳的升降到指定角度。

关键词：俯仰机构永磁同步电机空间矢量脉宽调制模型预测跟踪微分器死区效应

堆取料机俯仰机构液压系统改进与AMESim的仿真研究

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机床与液压 2014年第2期42卷 48-50,65页

作者：肖艳军韩静粉梁新宇关玉明河北工业大学机械学院天津300130 天津重钢机械装备股份有限公司天津300459

斗轮堆取料机俯仰机构依靠两个同步液压缸的伸缩实现俯仰动作,同步液压缸是否同步至关重要。对原俯仰液压系统进行改进,避免了同步液压缸不同步的问题,并且利用AMESim对原有系统及改进系统进行仿真分析,验证了改进后的机构满足使用要求。

关键词：堆取料机俯仰机构液压系统改进

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电液驱动俯仰机构非线性控制方法研究

电液驱动俯仰机构非线性控制方法研究

作者：郑靖重南京理工大学

学位级别：硕士

火箭炮发射装置中电液驱动俯仰机构的控制性能是决定防空武器的跟踪精度和拦截能力的关键因素,因此有必要研究其先进控制方法减少发射架的俯仰时间和提高跟踪精度。电液驱动俯仰机构的非线性特性和模型不确定性是限制其往高精度伺服性... 详细信息

火箭炮发射装置中电液驱动俯仰机构的控制性能是决定防空武器的跟踪精度和拦截能力的关键因素,因此有必要研究其先进控制方法减少发射架的俯仰时间和提高跟踪精度。电液驱动俯仰机构的非线性特性和模型不确定性是限制其往高精度伺服性能发展的主要障碍。所以研究高性能非线性控制方法解决系统非线性和模型不确定性造成的问题,进而提升电液驱动俯仰机构的控制性能具有重要意义。本文针对电液驱动俯仰机构的关键控制问题,在以下几个方面开展了工作:(1)介绍了电液驱动俯仰机构的基本组成和工作原理,并根据技术要求设计了系统的主要参数。基于系统本质非线性特性的分析,建立了电液驱动俯仰机构的非线性数学模型,为后续高性能非线性控制器设计奠定了基础。(2)针对电液驱动俯仰机构的参数不确定性和有界的不确定性非线性,设计了一种误差符号积分鲁棒控制策略,并证明了该控制策略可以保证系统半全局渐近稳定。同时为了规避由于人为调节鲁棒增益β造成的随机性和潜在的高增益反馈等问题,融合了积分鲁棒控制方法和自适应控制的思想,设计自适应积分鲁棒控制器,通过增益的自适应律来辅助β取值根据实际工况进行在线的自我调整。(3)为克服电液驱动俯仰机构的非线性特性及模型不确定性中未建模动态对系统性能的影响,基于电液驱动俯仰机构的非线性模型,分别提出了考虑未建模摩擦动态的鲁棒自适应控制器和考虑未建模柔性动态的鲁棒自适应控制器来主动补偿系统中存在的摩擦动态和柔性动态,并证明两者的控制策略均能保证系统最终一致有界稳定。(4)利用液压缸位置伺服实验平台对上述提出的自适应积分鲁棒控制方法和考虑柔性动态的鲁棒自适应控制方法进行了实验验证。通过与传统控制方法的比较和实验结果的分析,验证了所提出控制方法的优越性。

关键词：俯仰机构非线性控制未建模动态摩擦补偿柔性补偿自适应控制

半升降式尾车俯仰机构参数化设计与有限元分析

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半升降式尾车俯仰机构参数化设计与有限元分析

作者：王飞军湖南大学

学位级别：硕士

半升降式尾车常应用于单向堆取料作业的斗轮堆取料机中,由于设备笨重、工作环境恶劣,其俯仰机构存在着双油缸同步性差、维护不便以及大梁头部变形过大等缺陷,严重影响了尾车系统工作的稳定性与可靠性。因此,本文以DQL800/800.35斗轮堆... 详细信息

半升降式尾车常应用于单向堆取料作业的斗轮堆取料机中,由于设备笨重、工作环境恶劣,其俯仰机构存在着双油缸同步性差、维护不便以及大梁头部变形过大等缺陷,严重影响了尾车系统工作的稳定性与可靠性。因此,本文以DQL800/800.35斗轮堆取料机的半升降式尾车俯仰机构作为研究对象,开展科学研究。本文主要研究内容与创新点如下:1、俯仰机构的结构改进。对俯仰机构的结构形式和使用现状进行了分析之后,本文提出了改进方案,主要包括俯仰机构结构形式的调整、油缸力学性能的分析、油缸工作原理的改变、油缸数量的简化及主要钢结构的设计计算等,对原方案进行了全面的改进,提升产品质量。2、俯仰主梁的三维数字化设计。研究了三维设计软件Inventor的参数化设计在机械设计中的应用。运用先进的自顶向下的建模设计方法,以草图框架衍生为骨架,以EXCEL参数表、尺寸约束关联等为主要驱动因素的参数化设计技术,完成了俯仰主梁的参数化设计,为后续改进设计的快速出图打下了坚实的基础。3、关键钢结构的有限元分析。通过手算和类比的方法确定的钢结构形式和尺寸,在结构截面和细节之处的精准设计往往难以做到,特别是在超静定结构和应力较复杂的区域的设计,用手算和类比的方法进行设计,更是难以把握准确。为进一步验证结构形式和尺寸的合理性,需要用更强大的有限元分析软件进行验证。本文采用ANSYS对尾车俯仰机构的关键钢结构俯仰主梁进行了有限元分析,验证了俯仰主梁在各工况下的强度和刚度都满足要求。半升降式尾车俯仰机构的改进工作,有力地提高了俯仰机构工作时的可靠性,同时还提高了俯仰机构的维护便利性,也极大地改善了半升降式尾车运行的稳定性,有效保证了用户单位工作的顺利开展。该项工作的实施,对半升降式尾车的整体性能提升具有明显的促进意义。

关键词：半升降式尾车俯仰机构结构改进参数化设计有限元分析

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俯仰机构电动缸推力与俯仰角度关系分析

舰船电子对抗 2022年第4期45卷 107-109页

作者：李汉林陈君中国船舶集团有限公司第八研究院江苏扬州225101

针对电动缸驱动的阵面俯仰机构,对俯仰轴系受力情况进行了详细分析,推导出电缸推力与俯仰角度之间的关系,确定了电动缸主要参数,为电动缸设计提供了依据。

关键词：俯仰机构电动缸推力分析