目前熔融沉积工艺(FDM)3D打印机大多数只能打印颜色单一的模型,为了改善这一现状,在深入研究现有3D打印机的基础上,设计出一套可以实现彩色成型的3D打印控制方案。该方案以Hbot机构为主要机械结构,使用混色挤出头作为成型挤出头,同时应用Bresenham直线算法,三次多项式型加减速控制算法对系统进行运动控制。为了验证该方案的有效性与稳定性,以过渡色打印和多色打印进行打印测试。结果表明,所提出的控制方案可以在精确地完成模型打印的前提下,同时保证很高的稳定性。

针对当前工业企业厂区规模大、能耗监测点数量多且分布范围广等问题,设计基于物联网的能耗智能监测系统。系统由以STM32F103C8T6为核心的采集终端与以i.MX287为核心的智能网关组成,实现能耗数据的分布式采集、传输、解析和计算要求。设计基于GA-LSTM算法的云雾融合模型对企业能耗值进行预测,进而发现能耗节约空间,指导企业制定生产和调度计划,从而更好地实现节能减排的目的。测试结果表明,系统具有良好的稳定性和实时性,能耗预测准确性较高,有一定的应用与推广价值。

为解决齿轮箱故障振动信号信噪比低、故障特征提取难的问题,提出了基于参数优化变分模态分解(VMD)的齿轮箱故障特征提取方法。首先,以分解结果的局部极小包络熵最小为目标,利用果蝇算法搜寻VMD分解参数K和α的最优组合;将原始信号分解成若干IMF分量,从中选择包络熵较小的分量进行信号重构,并对重构信号进行包络解调运算,从重构信号的包络谱中提取故障频率特征。结果表明,利用此方法对实测信号进行处理,成功降噪、提取齿轮箱故障特征,并且比利用经验模态分解方法降噪效果更好,提取的故障特征更加明显。

液力变矩器的性能直接影响工程机械产品的性能和安全性,液力变矩器试验台能够描绘出液力变矩器的性能曲线.基于LabVIEW软件平台,开发出液力变矩器性能测试软件系统,可提高变矩器性能检测的自动化和智能化程度.经过长时间试验,证明该测试系统程序运行稳定可靠,测试结果精确,符合GB/T 7680—2005的要求.

针对一种新型浆料挤出系统的精确控制要求,根据该挤出系统工作过程中不同的运动状态,对系统各部件之间的相对运动关系进行分析。构建步进电动机与挤出杆运动学关系模型θ-s模型,v一ω模型。依据θ-s模型,利用Matlab软件求出挤出杆部件运动轨迹与工作空间,并分析其运动特性以确定挤出杆运动稳定性的影响因素。根据所建立的挤出杆运动学模型——”一山模型,结合流体连续性方程,构建系统运动控制模型,为挤出系统控制方法的研究提供理论依据。最后根据样机实验对该控制模型的可行性与有效性进行分析,结果表明实际输出质量相对于理论数据小0.1~0.15g,但线性变化情况较好,稳定性最佳情况抖动量不超过0.05g。这为后期运动控制算法的引入提供理论参考。

为克服现有陶瓷打印机不能连续进料的缺点以及整机质量较重、精度和稳定性不足等弊端,基于Delta结构设计出一款陶瓷打印机,并对机体位置正逆解、速度和加速度进行分析,建立位置正逆解和速度、加速度方程,将三维模型导入ADAMS软件,结合具体算例进行仿真分析.结果表明仿真结果与数学模型一致,打印终端在X、Y、Z 3个方向上的最大速度分别为31、18、38 mm/s,在X、Y、Z 3个方向上的最大加速度分别为30、45、45 mm/s2,验证了位置正逆解和速度、加速度数学模型的正确性,优化了陶瓷打印机打印终端的运动特性,避免打印过程中出现急停、速度突变等情况,实现了平稳打印.

针对机械设备故障诊断大多采用有监督学习提取故障特征，而有标签数据难以获取的现状，提出一种在稀疏自动编码器中嵌入卷积网络的深度神经网络。利用希尔伯特和傅里叶变换实现机械设备振动时间序列向Hilbert包络谱的转换，通过卷积网络中多组卷积核自动学习谱空间数据的不同特征，保证了特征提取的自动化、全面性和多样性，稀疏自动编码器搜索具有正交性数据特征的低维表示，并使得编码后的数据具有很强的聚类特性，实现设备的自动故障诊断。通过对滚动轴承振动信号进行分析实验，证明该方法在设备故障诊断中具有去标签化、自动化、鲁棒性等特点。

快速成型工艺中分层处理是非常重要的一个步骤。为了兼顾模型的打印精度和成型的效率,从义齿模型分层过程中产生的误差类型和后续的加工工艺出发,针对现有的适应性分层算法不能保证单边的偏差,提出一种义齿模型的分层优化算法针对不同类型的义齿模型采用不同的分层策略,适应性层厚基于STL文件的法向矢量与相邻两层面上闭环轮廓长度差值比率来确定。结果表明,该算法在保证打印精度的同时提高了打印效率,模型产生的主要误差为冗余误差。

针对义齿3D打印机挤出成型的高精度要求与传统挤出成型设备局限性的问题，提出一种义齿3D打印机专用挤出系统的设计方案。利用SolidWorks软件的Motion模块对该系统关键部件的运动进行仿真，以验证其是否能实现运动连续性要求，从运动连续性上保证出料的连续性。根据力学理论计算以及ANSYS FLUENT软件流体仿真，对关键部件进行分析，以初步验证设计方案与参数的合理性，最后通过样机实验对该系统的可行性与准确性进行进一步验证。研究结果表明，关键部件的运动符合要求的运动特性，设计参数的合理性与方案的可行性也能够得到证实，为后期针对该挤出系统控制算法的研究奠定了基础。