针对目前海底地震传感器搭载平台的调平角度范围小、结构复杂及其整体结构耦合性差的问题,设计了一种新的搭载平台结构。对所设计的搭载平台进行了结构分析与工作原理说明,然后运用欧拉-拉格朗日(CEL)方法对平台结构做流固耦合有限元仿真分析,研究结构的耦合性能,最后通过实验分别测试了平台结构的调平和耦合性能。实验结果表明,该搭载平台结构可在30s内完成调平,误差在±1°以内,且可调平的角度范围几乎没有限制;搭载平台中填充1kcs的硅油可以使平台内、外封装结构在(5~150)Hz频率范围内的相干度基本达到0.9以上。该结构具有调平角度范围大,结构简单,耦合性能良好的优点。

在工业生产任务中,实际操作环境通常比较复杂,常常导致手势识别的准确率降低。为提高手势识别对环境的适应能力并提高识别的实时性,分别在预处理,特征提取及分类识别三个方面进行研究。首先采用改进的同态滤波算法进行图像的增强预处理,然后提取增强后图像的梯度方向直方图(HOG)特征,采用主元分析(PCA)方法对其进行降维,并将降维后的特征输入到支持向量机(SVM)中进行分类。结果表明,改进后的同态滤波算法能较好克服光照不均导致的手势分割困难问题,使识别率从93.2%提高到了95.6%。而PCA结合HOG使每张图像的分类时间从18.07ms缩短到降维后的1.43ms,在大幅提高识别速度的同时,识别精度几乎不受影响。

针对现有冷轧带钢表面的相似线状缺陷检测精度与识别率差的问题,提出一种局部二制模式LBP直方图特征与支持向量机SVM相结合的检测算法。通过对采集的大量划伤与夹杂的带钢表面缺陷图进行预处理,获得感兴趣区域,再进一步利用LBP等价模式获得目标区域的LBP直方图信息,结果显示可以很好地分辨缺陷与非缺陷,并描述的各种缺陷具有可分辨性。采用核函数为径向基函数核的SVM分类器训练识别,结果表明该方法对划伤和夹杂的缺陷检测准确率达98%。

针对中风患者腕部运动功能障碍及康复训练问题,提出了一种基于共轴球面并联3RRR机构的手腕康复装置。该装置由3个电机驱动,末端执行机构能够实现球面运动,以模拟手腕3自由度复合运动,实现手腕康复训练。为了达到紧凑性设计的目的,采用了三轴共轴球面并联机构和同步带传动的设计方案。在此基础上,建立手腕康复装置运动学数学模型,获得了电机输入角度与末端执行机构输出位姿之间的关系;并确定康复装置的工作空间绕X轴旋转最大角度为32°,绕Y轴旋转最大角度为37°,绕Z轴全周旋转。最后,加工出实验样机进行实验验证。结果表明,该装置运转平稳,工作空间内不存在卡死现象。

为解决比例方向阀死区引起的流量非线性等问题,常常采用智能控制算法和死区补偿相结合的方法,这些方法往往都依赖于阀芯位移传感器和精确的比例方向阀模型,而对于无位移传感器的比例方向阀则无法应用,因此针对无位移传感器的比例方向阀,设计了能够不依赖位移传感器而进行死区补偿的双线性插值补偿策略。自研发的控制器采集压力传感器获取的进、出口压力值和输入电压值,进行双线性插值计算后输出校正后的电压值,以校正后的电压值代替输入电压值调节比例方向阀阀口开度以补偿死区,从而解决由死区引起的流量非线性等问题。试验结果表明,该死区补偿方法,可有效地减小无位移传感器比例方向阀的死区和滞环。

针对液黏调速离合器接合过程中的挤压膜流动以及摩擦阶段过渡问题,综合考虑摩擦副表面粗糙度、表面油槽结构和流体惯性力等因素,根据流体动压润滑理论和GW粗糙接触模型,建立离合器接合过程的动力学模型,并采用有限体积法对平均流量雷诺方程求解,对挤压过程中的油膜压缩速度、油膜厚度、被动盘转速、传递转矩等动力学参数的变化规律展开了仿真分析。仿真结果表明,液黏调速离合器接合过程主要处于流体润滑阶段和混合摩擦阶段。流体润滑阶段黏性扭矩迅速增加,但是相对角速度变化不大,由于油膜厚度变化较快,在0.1 s左右进入混合摩擦阶段,该阶段油膜厚度变化较小,黏性扭矩逐渐下降至零,摩擦扭矩开始占据主导地位。

变排量非对称轴向柱塞泵(Variable-displacement asymmetric axial piston pump,VDAAPP)直接控制单活塞杆缸闭式系统具有结构紧凑、能效高的优势。在定排量三配流窗口轴向柱塞泵的基础上,提出基于斜盘摆角位置反馈的PD变排量控制策略。建立VDAAPP的数学模型,运用近似线性化及降阶的方法分析影响VDAAPP频响的因素,并对斜盘变量阻力矩进行研究。在AMESim中建立VDAAPP电液仿真模型,通过对斜盘受力特性的仿真分析,验证了阻力矩计算的正确性。搭建VDAAPP试验平台,对系统的动态性能进行测试。试验和仿真结果表明,当非对称轴向柱塞泵一个配流窗口吸油、两个配流窗口排油时,非对称轴向柱塞泵斜盘存在较大的单向阻力矩,此单向力矩会降低斜盘摆角减小过程中的动态响应;当采用PD控制、比例系数kp=3时,VDAAPP可实现零超调的变排量控制,且具有较高的响应速度,验证了所提控制...

针对当前带式输送机驱动装置装机功率大、损耗能量、能源利用率低等问题,基于差动行星齿轮机构动力合成的原理,设计了具有广阔应用前景的带式输送机电液并联式混合驱动系统。采用AMESim仿真软件,建立了主交流电机变频调速驱动系统和辅助液压驱动系统模型,并进行了带式输送机从启动到稳定运行的动态特性分析。结果表明:所设计的电液混合驱动系统在带式输送机启动过程中,能进行功率、转速和转矩的合成,主、辅系统能够实现协同工作,带式输送机实现了“S”形速度曲线的软启动;在辅助液压驱动系统的工作下,主驱动电机的装机功率降低到了合理范围。

为研制变排量非对称轴向柱塞泵,依据三配流窗口轴向柱塞泵的配流思想,提出基于斜盘摆角位置反馈的排量控制方案,建立变排量非对称轴向柱塞泵的数学模型,对其频率响应影响因素进行分析。通过AMESim对该泵的变排量特性进行研究,仿真结果表明:当配流窗口A吸油、配流窗口B和T排油时,柱塞对斜盘的合力作用点轨迹具有较长的作用力臂,若配流窗口B和T压差过大,则斜盘摆角减小时响应将显著降低;当配流窗口B和T吸油、配流窗口A排油时,柱塞对斜盘的合力作用点轨迹与对称式轴向柱塞泵相似,配流窗口A压力对斜盘响应影响较小。通过试验验证了仿真模型的正确性,同时试验表明该泵具有较好的动态特性。