为解决存在外部加速度和外部电磁场干扰的多旋翼无人机姿态估计问题,首先以四元数为参数建立姿态估计模型,然后使用一种解算精度高、计算量较小的衍生无迹卡尔曼滤波算法(DUKF),在量测更新阶段引入根据残差构造加速度计和磁力计的噪声协方差的自适应策略,提出一种基于DUKF的多旋翼无人机自适应姿态估计算法。通过使用PIXHAWK飞控的数据进行相关的仿真实验,实验表明,所提算法能极大的减小外部加速度和外部电磁场对多旋翼无人机姿态估计的干扰。

针对复杂曲线的高精度加工,提出了一种基于公差带约束的刀位点调整与C3连续5次B样条曲线刀具路径拐角的过渡算法。在符合公差带约束的情况下,根据转接误差将刀位点在误差敏感方向上进行调整,这样可有效降低微小直线逼近误差;采用5次B样条曲线进行拐角过渡,实现了刀具路径的平滑转接,通过对刀具路径拐角过渡转接分为第一类过渡转接与第二类过渡转接并分类求解,简化了求解过程。MATLAB仿真结果表明,该算法正确有效,对实现复杂曲线轮廓的高精度加工具有重要指导意义。

针对卷扬式擦窗机吊船的防坠安全问题,设计了棘轮棘爪式防坠安全装置。研究装置的关键部件棘轮棘爪,并建立了棘轮棘爪动力学数学模型,得到了影响棘轮棘爪式防坠安全装置制动性能的各个参数的关系;通过ADAMS对装置的制动过程进行仿真计算,获得装置的制动性能曲线;搭建试验平台,对防坠安全装置进行试验验证,结果试验数据与仿真数据基本一致,证明仿真结果的准确性,并且该防坠安全装置制动迅速且可靠;以棘爪长度XDE为设计变量,通过ADAMS进行优化设计,仿真结果表明,防坠安全装置棘爪的最优长度为115mm。

针对螺栓结合面弹塑性区域内的接触机理难以确定问题,根据在变形状态转变的临界点处微凸体真实接触面积与接触载荷转化均满足连续和光滑条件,构造新的多项式函数来描述接触变形与接触面积之间的关系。利用统计学方法建立螺栓结合面真实接触面、接触载荷与接触刚度模型。理论计算结果表明随着平均表面距离的减少,接触载荷、接触面积和接触刚度随之增加;接触面积和接触刚度,随着接触载荷的增加而增加,当接触载荷增加一定程度后接触刚度和接触面积值分别趋于理想接触刚度和名义接触面积值;当螺栓结合面处于弹性和弹塑性接触状态时,塑性指数越大,接触面积越大,而平均接触距离和接触刚度就越小,当处于完全塑性状态时,塑性指数越大,刚度和平均接触距离就越大,而真实接触面积影响较小。

在ABAQUS中建立柱面/平面微动磨损模型,设置不同的加载条件,分析接触区域的接触应力和相对滑移距离,获得了区分两种滑移状态的临界函数。结合能量模型和FORTRAN语言编写适用于本模型的UMESHMOTION子程序,实现了磨损表面节点的动态更新,建立了动态磨损模型。通过对不同情况下磨损深度和磨损体积的仿真分析,获得结论随循环次数的增加,磨损深度、磨损宽度和磨损体积都随着增大,部分滑移状态的磨损体积远小于完全滑移状态的磨损体积;循环次数和法向载荷为定值时,随位移幅值的增加,磨损宽度、磨损深度和磨损体积都随着增大,部分滑移状态的磨损体积很小且增长缓慢,完全滑移状态的磨损体积增长迅速;循环次数和位移幅值为定值时,在完全滑移状态,随法向载荷的增加,磨损深度和磨损体积先增大再减小;在磨损体积先增大再减小的过程中,存在一个最大...

为研究含有硬涂层的粗糙表面中微凸体和基体变形对表面微观接触特性的影响规律, 利 用 H e r tz接触理 论分别求出微凸体和基体的接触刚度, 利用不动点迭代法确定微凸体变形量, 建立关于微凸体接触变形量的刚度模型, 通 过并联关系耦合接触刚度, 建立新的接触表面微观接触模型. 为验证新模型对含有硬涂层的粗糙表面接触特性描述的正 确性, 建立了不同大小和不同材料的单微凸体有限元模型, 通过与 He一 模型、有限元分析结果比较, 发现当基体材料和 微凸体材料不同时, 微凸体/ 基体系统的应力分布会不均匀, 微凸体表面的接触力比材料相同时的接触力小, 最大应力比 材料相同时的最大应力大;在变形量很小的时候, He一 模型解和新模型解都很好地与有限元分析结果相吻合,随着变形 量的变大, 有限元分析解和新模型解开始同时偏离He一 模型解, 但新...

针对传统仓库模型货架和巷道过长,堆垛机执行深处库位任务时效率低下,提出一种两端出/入库台的同轨双车运行模式,以两台堆垛机完成任务的运行时间为评价标准,建立了基于单一任务、复合任务并存的调度模型。为避免两堆垛机碰撞,保证仓库存取效率最优,提出了统筹分配的任务分配原则。采用细菌觅食（BFO）算法对堆垛机路径优化问题进行研究,仿真结果表明,统筹分配原则可有效避免碰撞发生,双堆垛机调度模型及优化算法可显著提高收敛速度和仓储效率。

目的研究不同加载相位差下微动磨损量随切向载荷幅值的变化规律。方法在ABAQUS中建立柱面/平面微动磨损模型,设置不同的加载相位差,结合能量模型和UMESHMOTION子程序,进行仿真试验,对不同情况下的磨损深度进行仿真分析。结果法向载荷、位移载荷和应变载荷取定值时,0°相位差的磨损深度最小,180。相位差的磨损深度最大,90。和270。相位差的磨损深度相同,且介于二者之间;当法向载荷和位移载荷为定值时,0°相位差的磨损深度随应变载荷的增大而减小,90°相位差的磨损深度不受应变载荷幅值的影响,180°相位差的磨损深度随应变载荷的增大而增加,且接触状态由部分滑移向完全滑移逐渐过渡;当法向载荷和应变载荷一定时,随位移载荷的增加,各相位差下磨损宽度和磨损深度都呈现出增大的趋势;在部分滑移状态下,当应变载荷较大时,0°相位差的最大磨损深度发...

探索剃齿过程中接触特性对齿形中凹误差的影响规律,对研究中凹误差形成机理具有重要的理论和实际意义。基于弹塑性理论和齿面承载接触分析技术(Loaded Tooth Contact Analysis,LTCA),构建力学模型分析不同载荷条件下剃齿啮合接触特性,阐述了中凹误差形成机理。应用有限元法明确了不同载荷条件下的齿面接触应力及齿廓弹塑性变形区域的划分,并与剃齿试验相比较。结果表明随着载荷的增加齿廓上塑性变形区域随非线性增大;齿根部位较之齿顶所受的应力和变形量更大,峰值出现在节圆附近的中部位置,该区域最易出现塑性变形,同时随着剃齿低周啮合,塑性变形量不断累积,齿形误差复映,最终会在齿廓上出现明显的中凹误差现象;有限元仿真的接触应力和弹塑性区域划分结果可靠,试验验证理论分析及研究结论正确。

自动化立体仓库中堆垛机的运行速率和定位精度是影响其出入库效率的关键因素。针对当前立体仓库堆垛机定位精度低、稳定性差的问题，设计了堆垛机的闭环控制系统结构。通过堆垛机立柱挠度与加速度变化关系的分析，验证了堆垛机速度控制的重要性，同时利用速度自适应参数模型优化堆垛机调速曲线。为了进一步改善堆垛机控制性能，设计了模糊PID控制器。采用模糊PID控制方法优化堆垛机控制参数，以西门子S7—300PLC为研究平台，对堆垛机的速度控制进行动态研究及系统仿真建模。仿真结果表明，模糊PID控制将传统PID控制和模糊控制相结合，在一定程度上优化了堆垛机控制系统的性能，实现了堆垛机的精确定位。