针对有缆遥控水下机器人上要求搭载的机械臂占地面积小、动作范围大的问题,对包括偏转和俯仰在内的6自由度位置变化及抓取的7功能水下液压机械臂进行设计、仿真以及实验分析,利用多目标优化模型对抓取卡爪进行设计,计算液压缸最短行程时,可实现的卡爪开合范围;建立机械臂的D-H参数模型,对机械臂的正运动进行求解,采用Matlab软件仿真分析6个活动关节的运动姿态;搭建功能样机和工程样机开展机械臂的陆上动作及水下试验验证,结果表明,机械臂的6个活动关节位置、速度以及加速度曲线都光滑平顺、无突变,无超调现象;机械臂含抓取卡爪的结构设计合理。

设计了一种磁流变液制动演示装置,为了使磁流变液在匀强磁场下工作,采用多层密绕螺线管的方式产生磁场,并对螺线管所用铜线的规格和缠绕的匝数进行选择和计算,这种方式使得在通入相同的电流时能产生更大的磁场。最后,应用MATLAB软件对励磁线圈所产生的磁场的分布与大小进行仿真,结合磁场的实际测量数据对比分析,证明外加磁场符合演示实验要求,能够达到理想的演示目的。

基于磁流变液的工作原理,设计了一套剪切阀式磁流变阻尼器,用于抑制深孔切削中的振动。分析了磁流变液工作原理,通过对深孔切削系统建立的动力学模型,得出系统的频率响应函数。最后通过MATLAB仿真分析表明:控制磁流变阻尼器的磁场强度可方便调节系统的阻尼率,进而能有效地抑制深孔切削振动的发生。

介绍了转炉厂120 t LF炉电极升降液压比例控制系统,并利用Matlab对系统进行数学建模,对其进行仿真模拟,数据表明:该电极升降控制系统受外负载力、炉内料高水平以及电极烧蚀量的影响较小,系统的抗干扰能力较高。研究成果对大型LF炉电极升降控制系统的设计提供了重要参考。

运用Denavit-Hartenberg方法建立了以旋转关节关节角和移动关节移动分量为变量的基于雷塞系统的五轴焊接机器人运动学模型,对五轴焊接机器人正运动学和逆运动学问题进行了求解分析;采用抛物线过渡的线性插值法对焊接机器人进行了轨迹规划,通过MATLAB Robotics Toolbox工具箱对五轴焊接机器人进行了运动学仿真,得到了焊枪末端轨迹图以及关节角、角速度、角加速度与时间的变化曲线,验证了所设计参数的合理性,达到了良好的效果。

针对综合管廊的安全运维与管理的需求,设计一种集巡检和消防灭火功能于一体的管廊消防巡检机器人。该机器人由机器人本体、灭火器、机械臂和智能检测系统构成。介绍了机器人的总体结构及功能,建立了机械臂的D-H坐标系,对机械臂进行正、逆运动学分析。运用蒙特卡洛法及MATLAB软件对机器人机械臂的工作空间进行仿真与分析,得到不同情况下的机械臂末端的工作空间,仿真结果验证了机械臂可灵活满足机器人的工作要求,为后续管廊消防巡检机器人的控制工作和优化设计奠定了基础。

开、收卷机是金属板材生产线的重要组成设备,开、收卷机上卷绕的板材卷径是一个不断变化的值,实时准确地获取卷径,是生产线开、收卷段张力稳定的前提。使用软件滤波方法获得卷径实时值,无附加的硬件设备,直接使用各电机码盘采样值计算,成本低、响应能力良好,是一种广泛应用的卷径估算方法。惯性滤波是一种较为优良的滤波方法,较常见的限幅滤波方法,能大幅提高估算值的准确度,使生产线良好稳定运行。

流量脉动特性是评价液压泵性能的重要指标。斜齿轮泵输出流量均匀,振动和噪声较小,应用前景广阔。在理论分析的基础上,采用MATLAB,以QS型斜齿轮泵和普通齿轮泵为例进行对比仿真,结果表明该泵具有十分优越的性能。

以SCY-14B型斜盘轴向柱塞泵为例，对轴向柱塞泵的瞬时流量及流量脉动进行了理论分析，并以该泵的参数对七柱塞和八柱塞泵瞬时流量进行MATLAB仿真。仿真结果表明：在不考虑配流盘几何因素和其他非几何因素的情况下，奇数柱塞泵的流量脉动明显小于偶数柱塞泵，柱塞数越多，泵的流量脉动越小，斜盘倾角越大，泵的瞬时流量也越大，但对泵的流量脉动几乎没有影响；而考虑配流盘几何因素和柱塞泵泄漏流量的影响时，奇、偶数轴向柱塞泵的流量脉动系数相差并不大，但明显大于理论的流量脉动系数，几何流量脉动是影响其流量脉动特性的主要因素。

为克服传统PID控制电液伺服系统时存在参数整定不良动态响应特性欠佳的问题采用RBF神经网络PID对系统进行控制并针对控制中存在的问题对控制算法进行改进仿真和实验研究表明改进的RBF-PID控制算法较RBFPID和传统PID具有较快的响应速度和较好的鲁棒性。