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基于光流的六旋翼飞行器悬停控制

东北大学学报（自然科学版） 2015年第10期36卷 1378-1382,1392页

作者：史添玮王宏东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

提出了一种应用惯性光流实现六旋翼飞行器悬停的非线性控制器.为克服外界因素的影响,提出一种辅助悬停控制系统.首先由球面相机获取目标平面的图像,并通过动态映射实现目标点到相机镜头表面的映射;然后比对连续时刻的图像获取目标点的... 详细信息

提出了一种应用惯性光流实现六旋翼飞行器悬停的非线性控制器.为克服外界因素的影响,提出一种辅助悬停控制系统.首先由球面相机获取目标平面的图像,并通过动态映射实现目标点到相机镜头表面的映射;然后比对连续时刻的图像获取目标点的平移光流;最后,使用分散平移光流作为控制器的反馈信息,实现飞行器的稳定悬停.目标平面为室内多纹理的平坦地面,共完成10次测试.实际飞行测试表明,飞行器在水平与高度方向的悬停位置误差为±5 cm,验证了该非线性控制器与辅助悬停控制系统的可行性.

关键词：六旋翼飞行器惯性光流非线性控制器动态映射辅助悬停控制系统

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进给系统成对安装的角接触球轴承热分析

东北大学学报（自然科学版） 2020年第5期41卷 700-705页

作者：赵春雨侯森林李朕均东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

考虑轴承的离心力、陀螺力矩等因素建立滚珠的动载荷平衡模型,利用牛顿-拉弗逊法求解.然后对轴承、丝杠轴、轴承座取温度节点,考虑轴承热节点之间的接触热阻并利用轴承内部温度变化结合润滑剂的黏温效应实时修正轴系热源发热量、热边界... 详细信息

考虑轴承的离心力、陀螺力矩等因素建立滚珠的动载荷平衡模型,利用牛顿-拉弗逊法求解.然后对轴承、丝杠轴、轴承座取温度节点,考虑轴承热节点之间的接触热阻并利用轴承内部温度变化结合润滑剂的黏温效应实时修正轴系热源发热量、热边界条件等特性参数,建立机床进给轴承系统成对安装角接触球轴承的瞬态热网络模型.利用差分矩阵结合Matlab软件数值求解预测出不同进给速度下轴承座表面等重要节点的瞬态温升曲线,分析不同转速下轴系温度场的变化.并对不同进给速度下的轴系安排实际工况下的试验验证,证明了预测模型的有效性.

关键词：数控机床进给系统成对安装角接触球轴承瞬态热特性热网络法差分矩阵

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齿顶修形行星轮系啮合刚度分析

东北大学学报（自然科学版） 2019年第3期40卷 380-385页

作者：马辉段田堂孙衍宁陈康康东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

以含有太阳轮减重孔、齿圈固定孔、柔性系杆的行星轮系为研究对象,基于ANSYS软件,建立了考虑实际结构的修形行星轮系有限元模型.基于该模型,研究了齿顶修形以及减重孔、齿圈轮缘厚度、柔性系杆等齿轮结构对行星轮系时变啮合刚度的影响.... 详细信息

以含有太阳轮减重孔、齿圈固定孔、柔性系杆的行星轮系为研究对象,基于ANSYS软件,建立了考虑实际结构的修形行星轮系有限元模型.基于该模型,研究了齿顶修形以及减重孔、齿圈轮缘厚度、柔性系杆等齿轮结构对行星轮系时变啮合刚度的影响.研究结果表明:齿顶修形改变了啮合刚度曲线的形状和数值大小;减重孔增大将导致啮合刚度减小而齿圈支持率变大使啮合刚度增加;同时,系杆越柔,行星轮系啮合刚度波动越小.研究结果可为实际生产中考虑修形的行星轮系设计提供理论依据.

关键词：行星轮系啮合刚度齿顶修形齿轮结构

带有支承间隙的压力管道振动非线性动力学行为研究

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振动工程学报 2016年第6期29卷 1028-1033页

作者：唐千升李朝峰闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

以现代非线性动力学和Sanders薄壳理论为基础,建立了一端带有支承间隙的压力管道的非线性动力学模型,利用Ritz法对模型进行分析。针对非线性系统的具体特点,通过数值计算,得到管壁振动的幅频特性曲线,并研究了支承刚度和支承间隙对管道... 详细信息

以现代非线性动力学和Sanders薄壳理论为基础,建立了一端带有支承间隙的压力管道的非线性动力学模型,利用Ritz法对模型进行分析。针对非线性系统的具体特点,通过数值计算,得到管壁振动的幅频特性曲线,并研究了支承刚度和支承间隙对管道动力学特性的影响。结果表明:一端带有支承间隙的压力管道的管壁振动幅频曲线呈现出明显的非线性特征。支承间隙和支承刚度对管壁振动响应的各次谐波,尤其是低阶谐波的共振幅值和共振频率有着显著的影响。了解带有支承间隙的压力管道振动非线性动力学行为对管道的设计、安装和日常维护检查工作有着重要的意义。

关键词：非线性振动压力管道间隙模型共振频率共振幅值

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双质体自同步振动系统的动力学耦合特性分析

振动工程学报 2016年第3期29卷 521-531页

作者：贺斌赵春雨闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

利用改进小参数平均法,推导出了平面运动双质体振动系统中两偏心转子的无量纲耦合方程,并依据其零解的存在及稳定性,得出了实现同步与同步稳定性运行的条件,给出了系统负载系数及同步能力系数定义。通过数值分析,讨论了系统动力学参数... 详细信息

利用改进小参数平均法,推导出了平面运动双质体振动系统中两偏心转子的无量纲耦合方程,并依据其零解的存在及稳定性,得出了实现同步与同步稳定性运行的条件,给出了系统负载系数及同步能力系数定义。通过数值分析,讨论了系统动力学参数对耦合同步特性的影响,得到了双偏心转子自同步的稳定运行的参数区间。结果表明:随着系统动力学参数的变化,同步极值点既可能是负载系数的极小值点,也可能是负载系数的极大值点。其原因是由于双质体的耦合作用,来自于机体运动的同步力矩,在一定参数范围内驱动两个偏心转子相位差向负载系数最大值点趋近;而在此区域以外,驱动两偏心转子相位差向负载系数极最小值点趋近。通过数值仿真,验证了耦合分析结果的正确。

关键词：双质体振动系统自同步稳定性耦合动力学

镍基单晶高温合金磨削表面质量及亚表面微观组织试验

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东北大学学报（自然科学版） 2019年第3期40卷 386-391页

作者：蔡明巩亚东屈硕硕杨玉莹东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

采用正交试验的方法,研究了镍基单晶高温合金DD5表面质量影响因素和亚表面微观组织.进行DD5平面槽磨削正交试验,得到砂轮线速度、磨削深度和进给速度对表面质量的影响规律,优选出最优工艺参数组合,并对磨削亚表面微观组织和磨屑形貌进... 详细信息

采用正交试验的方法,研究了镍基单晶高温合金DD5表面质量影响因素和亚表面微观组织.进行DD5平面槽磨削正交试验,得到砂轮线速度、磨削深度和进给速度对表面质量的影响规律,优选出最优工艺参数组合,并对磨削亚表面微观组织和磨屑形貌进行观察.结果表明:砂轮线速度对磨削表面粗糙度Ra影响最大;随着砂轮线速度的增大,表面粗糙度Ra不断减小;随着磨削深度和进给速度的增大,表面粗糙度Ra不断增大.选出的镍基单晶高温合金DD5平面磨削试验参数范围内的最优工艺参数组合:砂轮线速度为30 m/s,磨削深度为20μm,进给速度为0. 2 m/min.磨削亚表面出现了塑性变形层和加工硬化层.磨屑主要呈现出一节一节的锯齿状特征.

关键词：镍基单晶高温合金DD5 磨削表面质量正交试验亚表面磨屑

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高效非局部聚焦水声超表面

哈尔滨工程大学学报 2022年第9期43卷 1299-1305页

作者：杨天杨天智东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对传统水下局部超表面聚焦效率低的问题,本文提出了一种非局部水声超表面。这种非局部设计依据广义斯奈尔定律,采用增强远程交互作用的方法,同时考虑了流固耦合作用的影响。运用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics分别建立了局域和非... 详细信息

针对传统水下局部超表面聚焦效率低的问题,本文提出了一种非局部水声超表面。这种非局部设计依据广义斯奈尔定律,采用增强远程交互作用的方法,同时考虑了流固耦合作用的影响。运用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics分别建立了局域和非局域设计的理论模型,并给出了2种设计在不同入射条件下的聚焦情况。对比仿真结果,观测到聚焦效率由35.70%提高至48.73%。此外,非局部设计对入射频率、角度以及焦距的波动化具有更强的鲁棒性。该装置易于实现,可用于水下信号通信和高分辨率超声成像。

关键词：高效率非局部聚焦水性超表面流固耦合作用远程交互作用水下通信

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基于虚拟材料的螺栓联接复合板固有特性建模

东北大学学报（自然科学版） 2020年第10期41卷 1421-1426页

作者：孙伟方自文刘晓峰东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为了提高含螺栓复合材料结构的动力学分析效率,基于虚拟材料模型建立了相应的解析模型,并求解结构的固有特性.对螺栓联接复合材料板结构进行能量分析,采用拉格朗日方程创建了螺栓联接板的动力学分析模型,求解了该结构的固有频率和模态振... 详细信息

为了提高含螺栓复合材料结构的动力学分析效率,基于虚拟材料模型建立了相应的解析模型,并求解结构的固有特性.对螺栓联接复合材料板结构进行能量分析,采用拉格朗日方程创建了螺栓联接板的动力学分析模型,求解了该结构的固有频率和模态振型.利用基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)确定模型中虚拟材料的参数,以达到模型修正的目的.以螺栓联接TC500碳纤维/树脂板为对象进行了实例研究,结果表明:应用该虚拟材料模型可再现螺栓联接复合板结构的振动特性;在经过模型修正后,仿真计算获得的前6阶固有频率与实测值的最大偏差为2.83%,证明了所提建模方法的合理性.

关键词：虚拟材料螺栓联接复合板固有特性解析建模

智能制造系统的6R工业机器人仿真和监控平台

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哈尔滨工程大学学报 2019年第2期40卷 365-373页

作者：王博黎柏春杨建宇于天彪王宛山东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为了提高工业机器人的交互性,进行了构建具有三维可视化环境的人机交互系统研究。本文以6R机器人为对象建立了机器人运动学模型,利用矢量积方法推导了雅克比矩阵,为仿真和监控数据的可视化奠定了基础。给出了可视化环境的实现方案,设计... 详细信息

为了提高工业机器人的交互性,进行了构建具有三维可视化环境的人机交互系统研究。本文以6R机器人为对象建立了机器人运动学模型,利用矢量积方法推导了雅克比矩阵,为仿真和监控数据的可视化奠定了基础。给出了可视化环境的实现方案,设计了编译控制指令和仿真的算法流程,并以JOpen Show Var作为网络通信开发包设计了监控的通信结构。开发实现了机器人的仿真和监控系统,并进行了实验验证。实验结果表明该系统具有形象直观的人机交互环境,而且具有良好的监控实时性。

关键词：智能制造 6R工业机器人机器人仿真机器人监控 OpenGL 运动学模型人机交互