基于粒子群RBF神经网络的双关节机械臂系统控制

针对RBF神经网络算法用于控制时难以求解网络隐含层参数中心向量c和标准化常数b的问题,提出基于粒子群参数优化的RBF神经网络(PSO-RBF神经网络)控制方法。建立旅客列车自动上水装置双关节机械臂动力学模型,将粒子群算法与RBF神经网络控制机械臂动力学特性结合,在连续空间快速搜索网络隐含层参数最优解,得到PSO-RBF神经网络控制方法;建立针对双关节机械臂的PSO-RBF神经网络控制系统并进行仿真,与基于遗传算法调节隐含层参数的RBF神经网络控制方法进行对比和分析。研究表明,采用PSO-RBF神经网络控制方法可以有效避免机械臂控制失效,能够使肩关节和肘关节响应时间缩短52%和47%,最大稳态误差减小49%和58%,平均稳态误差减小54%和55%。     

基于RBF神经网络的可重构机械臂控制研究

采用RBF神经网络控制算法来解决MIMO不确定非线性系统的自适应输出反馈控制问题,以系列模块化机械臂为研究对象,设计RBF神经网络控制器不断逼近可重构机械臂动力学模型,采用MATLAB软件基于RBF神经网络逼近设计的控制器对RR构型机械臂进行控制仿真.结果表明该控制器能有效地逼近机械臂动力学模型,并能较好地适应机械臂不同构型.     

基于IGA的机械臂时间最优轨迹规划

针对传统机械臂轨迹规划效率较低的问题,课题组提出了对传统遗传算法初始种群的选取及种群的变异策略改进的方法。该方法以三次B样条插值曲线作为轨迹规划的基础,以各关节运动角速度、角加速度、角加加速度作为运动约束,使用改进型遗传算法（improved genetic algorithm,IGA）进行时间优化,可以得到满足运动约束条件的时间最优运动轨迹。课题组以自主研发的QFB140机械臂作为研究对象,采用改进型D H参数进行标识,并导入MATLAB进行仿真。结果表明：IGA在时间优化上有了较大提升,进一步实现了时间最优轨迹规划,提高了工作的效率。     

基于混合控制的机械臂定位和振动控制研究

针对柔性机械臂的定位和振动控制,设计了一种基于带尾部信号的时滞滤波器的混合闭环控制方案。滤波器的设计采用系统输出等于系统参考值的幅值的约束条件,有效地减小了机械臂的定位调节时间;同时综合考虑柔性关节的振动模态,设计出时间最优的时滞滤波器,进一步消除柔性关节的残留振动,显著提高了定位效率。仿真结果证明了该方案的有效性能,能够同时实现机械臂柔性关节的快速定位以及振动控制,有利于作业效率的进一步提高。     

基于坐标变换法的3关节机械臂运动学研究

针对当前在串联机器人运动学分析中使用的D H参数法存在观察抽象、坐标系转换不灵活、参数容易混乱、理论模型与实体模型出入大等缺点,课题组采用坐标变换法对3关节机械臂进行运动学研究。依据关节之间的相对位置关系建立坐标系,采用齐次变换矩阵对坐标系之间的关系进行描述,并建立运动学方程;采用D H参数法建立机械臂的运动学模型,在MATLAB的Robotics Toolbox中验证了坐标变换法的正确性;编写上位机软件实现了机械臂样机的实时控制。结果表明：坐标变换法具有灵活方便、形象直观、便于计算的优点。该方法弥补了传统D H法在分析平行关节时的缺陷。     

基于ANSYS的高速吹灌旋一体机灌装系统组合机架结构优化

为了满足新型高速吹灌旋一体机可靠、低耗和轻量化的要求,同时为了降低新产品的成本,课题组对其组合机架进行优化。基于有限元分析软件ANSYS对原灌装机架进行应力和模态分析,结果表明机架的最大应力和最大变形均较小,机械强度远超设计要求。故课题组采用减薄底部法兰和矩形管厚度的方法对原组合机架进行轻量化改进。研究结果表明：改进后在保证机架满足强度要求的同时,不会发生共振,符合轻量化要求。课题组的研究降低了成本和能耗。     

机械臂非线性定位方程计算新方法

针对机械臂定位算法中,数值算法计算量大,仿真过程存在累积误差,几何算法通用性不强等问题,以手术机器 人六自由度机械臂为研究对象,建立了一组多关节机械臂非线性定位方程组,提出了其基于非线性大范围渐近稳定的 求解方法。结果表明该方法既简化运算,又有利于物理实现,为机械臂高速、准确运动提供了基础,实验表明该算法适用 多关节的移动机械臂的非线性定位方程的求解,有较高的求解精度和收敛速度。     

基于改进蝙蝠算法的机械臂时间最优轨迹规划

为了对SCARA 6自由度机械臂的运动过程实现时间最优轨迹规划,课题组提出一种基于改进蝙蝠算法的时间最优3 5 5 3分段多项式插值轨迹规划算法。首先对机械臂构造3 5 5 3分段多项式;然后在角度、角速度和角加速度的约束条件下,以时间最短作为优化的目标函数,采用改进的蝙蝠算法对分段多项式的结果进行优化;最后在MATLAB软件中进行模拟运算。仿真结果表明：改进的蝙蝠算法在收敛性以及优化性方面均优于传统的蝙蝠算法,而且在局部收敛方面也有明显的改善;各关节的角位移、角速度和角加速度曲线相对平滑,不存在突变等情况的发生,充分证实改进算法具有可行性。     

基于自适应目标偏置系数的机械臂路径规划算法

针对快速搜索随机树（RRT）算法因其随机特性导致的运行时间过长和计算结果往往不是最优解的问题,在RRT算法及其改进算法的基础上,课题组提出了一种基于自适应目标偏置系数的机械臂路径规划算法,并将该算法应用到医疗设备无影灯的使用中。首先,用D H参数法对6自由度机械臂进行运动学描述和正运动学求解,得到末端的运动状态和位姿;然后,综合RRT算法及其改进算法的优点拓展新节点和重置父节点,并引入自适应目标偏置系数,再对路径作剪枝后处理。对比实验结果显示：该方法在保证算法搜索效率的基础上,有效地提高了路径质量。基于ROS的仿真平台验证了该方法具有实用性和可行性。     

新型三自由度拟人并联机械臂及其位置分析

提出了一种新型三自由度拟人并联机械臂,该机械臂由3个直线电机控制,完成腕部的二维移动和一维转动。基于机械臂的结构几何关系,运用坐标变换方法,得出这种机械臂的逆、正解方程式,且是唯一的封闭解。在满足各机构约束的条件下,根据机械臂的逆解方程式,绘制了其工作空间轮廓图,为该机械臂的应用提供了理论基础。由于该机械臂的结构简单、工作空间大、装配方便等优点,因此在现在工业领域有着潜在的应用前景。     

基于ANSYS的板料成型系统模内加热模块热分析

针对目前板料热成形过程中存在的能量浪费、板料氧化严重等缺点,文章对模内加热方案进行研究探讨,使用ANSYS-Icepack对板料冲压成形的模内加热温度场进行模拟分析,并以此基础做出实物并调试对比模拟状况。结果显示：对于该模架,上下模1 000 W的热源同时加热时,加热组块最高温度可达近400℃,中间板材可加热到300 qC以上,10min之后散热和加热接近平衡。按该模型设计的实际加热系统的温度分布与模拟基本接近。该研究对模内加热模块的设计进行了模拟与初步的试验,将有助于板料热成形技术方面发展。     

基于ANSYS的表面声波标签仿真研究

声表面波无线射频识别技术是现代无线射频识别方法之一。针对目前声表面波标签设计复杂,精度要求较高等 特点,提出了基于ANSYS的声表面波标签设计方法。在声场波动方程和Maxwell方程的基础上,研究二维模型的可行 性,采用128。YX-LiNb0,压电晶体为基底,金属铝为叉指换能器电极,设计2个叉指换能器周期的声表面波标签模型。 对声表面波标签进行模态分析和谐响应分析,仿真结果反映了声表面波在压电基底上的传播轨迹,声表面波的能量分布 图以及幅频特性,为声表面波标签的精确设计提供依据     

基于ANSYS CFX的安全阀开启过程的数值模拟

以A42Y型弹簧式安全阀为研究对象,利用ANSYS CFX软件对安全阀开启过程进行数值模拟,得到了安全阀从 开始开启到稳定排放阶段介质对阀瓣作用力随时间的变化曲线,以及特定时刻的压力场分布。并且根据安全阀稳定排 放时的介质作用力计算得到流道等效半径,对安全阀开启过程动态特性研究以及安全阀在线校验中流道有效面积计算 提供了一定的指导和依据。     

基于Monte Carlo方法的机械可靠性仿真

介绍了可靠性设计与Monte Carlo方法的基本原理,并提出了一种基于Monte Carlo的可靠性仿真方法.应用该方法可以在样本数据有限的情况下,求解机械零部件的可靠度及其置信水平.给出了应用该方法分析工程机械轮胎可靠性的一个算例.     

基于Monte Carlo方法的机械可靠性仿真

介绍了可靠性设计与Monte Carlo方法的基本原理，并提出了一种基于Monte Carlo的可靠性仿真方法．应用该方法可以在样本数据有限的情况下，求解机械零部件的可靠度及其置信水平．给出了应用该方法分析工程机械轮胎可靠性的一个算例。     

基于ADAMS和ANSYS的自行车车架分析

为分析自行车车架在危险冲击载荷作用下的安全性,使用三维造型软件建立了自行车车架前叉组合的三维实体模型,在ADAMS中完成虚拟样机的建立。为使仿真过程与实际情况更加接近,将车架作为柔性体处理。完成运动学分析后将提取的载荷文件导入ANSYS对车架加载,进行有限元分析。根据应力结果对车架结构设计进行安全性评估,对车架的结构设计提出改进方案,确保车架结构安全性和经济性。     

基于ANSYS的激光焊接温度场数值模拟与实验研究

为了探究钢铝2种金属材料的焊接性能,以B1500HS高强钢和6016铝合金为对象,基于ANSYS平台建立钢／铝激光平板搭接焊的三维有限元模型,进行焊接过程温度场数值模拟,采用热电偶同步测温方法测得焊接热循环曲线。将实测结果与数值模拟结果对比分析,表明吻合度较好。验证了模拟计算的准确性。     

基于ANSYS的车架强度和刚度分析

以某轻型货车车架为例,对车架的结构特点进行分析,利用AN SY S软件建立了车架的力学模型。对车架的约束和所受载荷进行处理,通过车架强度和刚度进行分析计算,可以找到车架的薄弱部位,为以后设计和优化车架提供了一定的参考。     

基于ANSYS的安全阀工况条件温度场的数值模拟

针对安全阀离线检验所得整定压力与其在工作条件下整定压力存在差异这一问题,文中利用SolidWorks建立三 维模型,将所建模型导入ANSYS软件并将安全阀在工况条件下的温度场实现了数值模拟,并在此条件下将安全阀产生 的热变形进行理论计算。理论分析结果表明：安全阀在工况温度下各施力部件会产生热变形,其整定压力也随之发生变 化,应在工作状况下注意该影响因素,保证安全阀的有效运行。     

基于ANSYS的外压圆柱壳的屈曲分析

圆柱壳的稳定性是外压容器设计中应该考虑的首要问题。文章利用有限元软件ANSYS分别对外压圆柱壳进行了特征值、几何非线性和几何/材料双非线性屈曲分析,并把有限元计算结果和Mises公式计算结果进行了对比,给出了外压圆柱壳稳定性的分析结论。同时,对带加强圈的外压圆柱壳进行了失稳分析,提出了一种判断加强圈的刚度是否满足稳定性要求的新方法。