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模糊PID算法的水下机器人控制系统优化

机床与液压 2024年第3期52卷 72-77页

作者：章盼梅广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800

为应对复杂的水下工作环境,提高水下机器人工作时的稳定性、灵敏度和抗干扰能力,提出一种模糊PID算法对水下机器人原控制系统进行优化。优化后的水下机器人机械结构、控制系统硬件架构不变,仅通过改变软件程序对水下机器人进行模糊PID... 详细信息

为应对复杂的水下工作环境,提高水下机器人工作时的稳定性、灵敏度和抗干扰能力,提出一种模糊PID算法对水下机器人原控制系统进行优化。优化后的水下机器人机械结构、控制系统硬件架构不变,仅通过改变软件程序对水下机器人进行模糊PID控制。水下机器人工作时,各类传感器把现场的环境参数转化为电信号,经预设的模糊库进行模糊化处理后发送给STM32控制器;STM32控制器按预设的程序对模糊化信号进行处理,处理完去模糊化后的电信号后发送给执行元件,从而实现水下机器人的模糊PID控制。MATLAB/Simulink仿真和水下测试结果显示:与经典PID算法比较,经模糊PID算法优化后的水下机器人反应更灵敏、系统更稳定、抗干扰能力更强,达到了预期的效果。

关键词：水下机器人控制系统模糊PID

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基于ABB机器人的柔性分拣系统设计

机床与液压 2024年第5期52卷 101-106页

作者：陈东青广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800

在瓶体人工分拣成本高、传统机械结构无法满足多瓶体柔性分拣的背景下,采用工业机器人替换传统机构,设计基于ABB机器人的柔性分拣系统,以实现圆柱瓶子表面检测工作站适用于多尺寸类型的柔性生产。通过分析圆柱瓶子尺寸变化与分拣作业位... 详细信息

在瓶体人工分拣成本高、传统机械结构无法满足多瓶体柔性分拣的背景下,采用工业机器人替换传统机构,设计基于ABB机器人的柔性分拣系统,以实现圆柱瓶子表面检测工作站适用于多尺寸类型的柔性生产。通过分析圆柱瓶子尺寸变化与分拣作业位置的公式,以两台ABB工业机器人作为执行机构,采用平移功能实现上料、检测、分拣等动作的柔性调整。以伺服夹爪作为末端执行器实现对不同瓶口直径的夹取。以三菱PLC作为控制中心,触摸屏作为人机交互界面,通过流程设计与程序界面设计,实现系统中各设备的协同控制及各项功能的界面监控。调试结果表明:在基准瓶子示教的基础上,系统可实现适用范围内不同尺寸瓶子的自动分拣作业,且触屏操作便捷,满足柔性生产需求。

关键词：工业机器人柔性分拣协同控制

融合改进Dijkstra算法和动态窗口法的移动机器人路径规划

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组合机床与自动化加工技术 2024年第3期 36-40页

作者：郭建杨朋曾志豪黄颖驹王家淳广州城市理工学院机械工程学院广州510800

为解决移动机器人在智能制造车间的全局路径规划和局部动态避障问题,提出一种融合改进的Dijkstra算法和改进的DWA算法,对传统Dijkstra算法的路径进行平滑优化,使得路径轨迹更加平滑,动态改变DWA算法中速度评价权重函数,提高避障效率。... 详细信息

为解决移动机器人在智能制造车间的全局路径规划和局部动态避障问题,提出一种融合改进的Dijkstra算法和改进的DWA算法,对传统Dijkstra算法的路径进行平滑优化,使得路径轨迹更加平滑,动态改变DWA算法中速度评价权重函数,提高避障效率。仿真结果表明,改进Dijkstra算法路径平滑优化后,平均路程缩短比例为0.65%,平均偏航角震荡次数减少了67.70%,改进后的DWA算法运行路程缩小9.68%,路径转折次数降低了33%,运行时间缩短3.88%。基于改进的Dijkstra算法和改进的DWA算法提出一种融合算法,仿真和样机实验结果表明:面对静态、动态障碍物,机器人运行线速度平缓,轨迹光滑,角速度波动明显,证明机器人运动稳定,实时调整方位,具有良好的避障能力。并且多次机器人循环定点实验中机器人纵向(X轴方向)平均误差≤30 mm,横向(Y轴)平均误差≤30 mm,定位精度满足工业需求。

关键词： Dijkstra算法动态窗口法移动机器人路径规划实时避障

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摩托车缸盖低压铸造模具设计及工艺优化

特种铸造及有色合金 2024年第6期44卷 844-848页

作者：谈毅江丽珍刘臻炜卢健能广州城市理工学院机械工程学院广州510800

针对摩托车发动机的铝合金单缸缸盖结构紧凑、壁厚不均匀和砂芯形状复杂等特点,分析研究铝合金缸盖模具结构和砂芯设计特点,运用MAGMA软件模拟分析铝合金缸盖低压铸造的温度、压力和冷却速度等因素对凝固组织的影响。通过铸件凝固结晶... 详细信息

针对摩托车发动机的铝合金单缸缸盖结构紧凑、壁厚不均匀和砂芯形状复杂等特点,分析研究铝合金缸盖模具结构和砂芯设计特点,运用MAGMA软件模拟分析铝合金缸盖低压铸造的温度、压力和冷却速度等因素对凝固组织的影响。通过铸件凝固结晶过程模拟研究缸盖铸件卷气、热节和燃烧室重点位置的孤立液相发生情况。采用正交试验对缸盖低压铸造过程相互交织作用的工艺因素进行比较分析,找出权重影响因子进行重点的精细化控制,实现低压铸造预设的凝固顺序,提高铝合金缸盖铸件内部凝固组织致密性及低压铸造产品品质。

关键词：摩托车缸盖工艺因素正交试验模拟优化

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基于概率模型和数据驱动的动力总成悬置系统可靠性优化

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汽车工程 2024年第3期46卷 456-463,488页

作者：吕辉张家明黄晓婷上官文斌广州城市理工学院汽车与交通工程学院广州510800 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

针对电动汽车动力总成悬置系统(PMS)一部分参数为概率变量,一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,开展了基于概率模型和数据驱动的电动汽车PMS可靠性优化设计研究。首先,基于任意多项式混沌(APC)展开和广义最大熵原理推导了一种求解该... 详细信息

针对电动汽车动力总成悬置系统(PMS)一部分参数为概率变量,一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,开展了基于概率模型和数据驱动的电动汽车PMS可靠性优化设计研究。首先,基于任意多项式混沌(APC)展开和广义最大熵原理推导了一种求解该复杂不确定情形下PMS响应不确定性和可靠性的高效方法;然后,基于蒙特卡洛抽样,给出了该复杂不确定情形下求解PMS响应不确定性和可靠性的参考方法;接着,提出了一种基于APC展开法的灵敏度分析方法,进一步提出了一种考虑响应不确定性和可靠性的PMS优化设计方法;最后,通过应用算例验证方法的有效性,并对系统进行了灵敏度分析和可靠性优化。结果表明,所提出的方法可有效地处理电动汽车PMS一部分参数为概率变量、一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,并能可靠地优化该情形下的系统固有特性,且方法具有较高的计算精度和计算效率。

关键词：电动汽车动力总成悬置系统任意多项式混沌展开最大熵原理数据驱动不确定性

航空铝合金激光焊接关键工艺参数与应力场关系

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兵工学报 2024年第5期45卷 1692-1702页

作者：李光祖王江涛谢利卢雅林张永康胡可军 C.M.CASCIOLA 江苏理工学院材料工程学院江苏常州213001 广东工业大学机械工程学院广东广州511400 School of Aeronautics and Mechanical Engineering Sapienza University of RomeSapienzaItaly

激光焊接工艺参数不仅影响铝合金结构件的残余应力,而且影响其服役性能,探究参数与应力场的关系对提高焊接结构件的质量具有重要的意义。采用圆锥热源模型对厚度为5 mm的7075-T7351铝合金板材进行激光焊接数值模拟,分析焊接速度和激光... 详细信息

激光焊接工艺参数不仅影响铝合金结构件的残余应力,而且影响其服役性能,探究参数与应力场的关系对提高焊接结构件的质量具有重要的意义。采用圆锥热源模型对厚度为5 mm的7075-T7351铝合金板材进行激光焊接数值模拟,分析焊接速度和激光能量两个关键参数对焊接残余应力场的影响规律,并借助实验验证模拟结果的准确性,揭示7075铝合金激光焊接工艺参数与应力场的关系。研究结果表明:残余应力会随着焊接速度的增加而不断增大,但当焊速超过一定值后焊核区应力不再增加,最大应力逐渐向两侧扩展;激光能量越大,导致残余应力降低且最大残余应力分布区域逐渐扩大;获得7075铝合金激光焊的最佳工艺窗口,焊接速度5~7 mm/s,激光焊接能量70~100 J/mm。所得研究成果在7075铝合金激光焊接工艺优化的周期缩短和成本降低方面具有一定的价值和意义。

关键词：铝合金激光焊接应力场焊接速度焊接能量

激光选区熔化成形低角度无支撑结构的方法与工艺研究(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 160-172页

作者：胡伟南冯颖王迪闫星辰蒋梦龙晋刚杨超杨永强吴杰华陈思敏华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641 广东省科学院新材料研究所广东广州510075 广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800 澳门城市大学创新设计学院中国澳门999078 深圳市金石三维打印科技有限公司广东深圳518107

为了实现激光选区熔化(SLM)无支撑低角度成形,进而提高样件的成形效率和降低打印成本,笔者提出了一种基于加工层角度自适应下表面工艺区域的划分方法,并对该方法成形的样件的表面质量以及该方法的适用性进行了探究。结果表明:过高或者... 详细信息

为了实现激光选区熔化(SLM)无支撑低角度成形,进而提高样件的成形效率和降低打印成本,笔者提出了一种基于加工层角度自适应下表面工艺区域的划分方法,并对该方法成形的样件的表面质量以及该方法的适用性进行了探究。结果表明:过高或者过低的能量密度都会对悬垂区域的多层成形产生负面影响,采用适熔工艺成形悬垂结构能在保证低孔隙率的同时实现多层打印。将悬垂结构进行上、下、内表面区域划分,基于向下比较层数T进行区域面积调控能够显著影响悬垂样件的可制造性和结构完整性,应用下表面工艺区域的面积越大,悬垂样件的成形性越好。对上下表面的成形机理进行了深入分析,结果显示,下表面的成形质量主要受粘粉以及熔池下陷引起的凸起的影响,而上表面除了受粘粉影响外,还主要受阶梯效应和轮廓边界熔道间隙的影响。最终,成形了不同尺寸的测试样件以及最低角度为15°的叶轮零件,证明了所提低角度成形方法的可行性。

关键词：激光技术激光选区熔化无支撑打印低角度成形机理表面质量

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液压缸可靠性试验与数据分析研究平台

机械工程学报 2024年

作者：王文林张子波李英子吴永明王起新梁若霜东莞理工学院机械工程学院广东工业大学机电工程学院广州市新欧机械有限公司

研制了一种液压缸可靠性新型综合试验台，该试验台以液压缸的型式试验或出厂试验为基础，进行在常规应力水平或加速应力水平下的可靠性试验，可加载应力包括可调节的压力、速度、油温和偏载力，试验台具有功率回收、节能的特点。运用该... 详细信息

研制了一种液压缸可靠性新型综合试验台，该试验台以液压缸的型式试验或出厂试验为基础，进行在常规应力水平或加速应力水平下的可靠性试验，可加载应力包括可调节的压力、速度、油温和偏载力，试验台具有功率回收、节能的特点。运用该试验台对某精密液压缸进行了加速寿命试验，提出一种基于环境应力和广义Eyring模型的液压缸加速模型，通过该加速模型预测了该液压缸在额定应力水平下的可靠度分布函数及寿命特征量。开发了一套液压缸可靠性数据分析软件，该软件能够对液压缸在正常或加速应力水平下的完全或不完全样本试验数据进行可靠性分析与预测。所研制的液压缸可靠性试验台和数据分析系统，为推进液压缸的可靠性研究提供了一种硬、软件综合研究平台。

关键词：液压缸可靠性试验平台功率回收加速寿命试验可靠性分析

考虑电动汽车和5G基站的电力-信息-交通耦合网络需求响应策略

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电力系统自动化 2024年第7期48卷 116-126页

作者：张巍祝童童苏瑾上海理工大学机械工程学院上海市200093

电动汽车(EV)是具有移动负荷和通信用户双重属性的主体,为充分挖掘其参与需求响应产生的可调度潜力并降低电网负荷波动,提出了电力-信息-交通网络耦合背景下EV和5G基站需求响应策略。首先,分析了EV和5G基站参与下的多网络耦合关系。其次... 详细信息

电动汽车(EV)是具有移动负荷和通信用户双重属性的主体,为充分挖掘其参与需求响应产生的可调度潜力并降低电网负荷波动,提出了电力-信息-交通网络耦合背景下EV和5G基站需求响应策略。首先,分析了EV和5G基站参与下的多网络耦合关系。其次,建立了EV集群和5G基站集群的灵活性模型。基于此模型,提出了两阶段需求响应优化调度策略:第1阶段以通信成本最小为目标,为EV提供充电导航和路径规划并优化基站用能模式;第2阶段以配电网负荷波动最小为目标,制定EV的充放电策略。最后,通过某城市交通模型的测试,分析了调度策略对基站运行、配电网负荷、潮流和用户的影响,验证了模型和方法的有效性。

关键词：电动汽车(EV) 5G基站充电站多网络耦合需求响应