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面向伺服动态特性匹配的轮廓误差补偿控制研究

华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室李祥飞等指出在多轴数控加工中，轮廓误差直接决定零件最终加工精度。交差耦合控制和任务坐标系法通过估计轮廓误差，并设计轮廓跟踪控制器来提高轮廓精度。这两种方法存在大曲率位置轮廓误差估计精度差，轮廓控制增益整定依赖于工程经验等问题。为此，从伺服轴动态特性匹配出发，提出了一种基于轮廓误差精确计算的轮廓误差补偿控制方法。根据足点定义，采用解析方法快速准确计算轮廓误差。将轮廓误差分量分别补偿到各伺服轴的速度环和转矩环，提高各伺服轴动态特性的匹配程度。采用两维和三维NURBS曲线开展轮廓跟踪试验。试验结果表明：所提出的轮廓误差计算方法可以精确求解轮廓误差;所提出的轮廓误差补偿控制方法不需要建立轮廓误差与伺服跟踪误差间的映射关系，且可通过调整控制器增益定量显著减小轮廓误差。

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基于计算流体力学计算结果的穿孔管消声器声学性能研究

东北大学机械工程与自动化学院郭立新等为了准确研究温度与气体流动对某轿车穿孔管消声器声学性能的影响，建立消声器的结构模型与内部流体域模型，并分别划分流体域的计算流体力学(Computational fluid dynamics， CFD) 格与声学有限元 格。利用Fluent软件对消声器内部的温度场与气流速度场进行仿真计算。通过 格映射的方法，将CFD 格上温度、气流速度等数据转移到声学 格中，以CFD计算结果作为声场分析的边界条件，应用声学软件LMS Virtual.LabAcoustics对消声器内部声场进行数值模拟，得到传递损失曲线。研究结果表明，介质温度升高使传递损失曲线向高频方向移动;存在气体流动时传递损失曲线向低频方向移动，传递损失也有所增加，尤其是在20~200Hz的低频段内变化较为明显，但总体来看变化幅度不大。

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基于动力学与遗传算法的工件位置偏离预测与控制方法

南昌航空大学航空制造工程学院秦国华等指出装夹布局的合理规划是影响工件加工质量与生产安全的关键因素，为此系统地提出了工件位置偏离的动力学预测模型及其控制方法。首先通过将工件与夹具之间的接触模式等价地转化为线性弹簧-阻尼系统，利用运动学和弹性力学理论推导出工件的振动微分方程，以确定工件在装夹布局中的位置偏离。根据工件与夹具之间的接触为单向这一实际情况，运用胡克定律建立了工件位置偏离的约束条件。通过坐标转换方法，提出在约束条件下振动微分方程的模态分析求解方法，实现工件位置偏离的预测，试验结果表明所提出预测结果与试验结果完全吻合。其次，为使工件位置偏离达到最小，构建工件位置偏离的最小2-范数为目标的装夹布局优化模型，通过以合理装夹布局中工件位置偏离的2-范数为自变量构造个体适应度，提出装夹布局优化模型的遗传算法求解技术。提出的工件位置偏离预测与控制方法，能够避免工件处于非稳定状态下优化模型的求解过程，为复杂工件装夹布局方案的合理设计提供了基础理论。这里输入标题

探花

数控滚齿机滚刀主轴振动特性研究

重庆机床(集团)有限责任公司李先广等为了探寻滚齿机滚削振动特性，根据机床滚刀主轴结构、工艺参数及Euler-Bernoulli梁振动理论，建立了滚刀主轴X向的振动响应函数模型，开展了振动试验测试，得到了滚齿机滚刀主轴振动频率、X向振动加速度及位移数据曲线。经分别比较滚刀主轴振动加速度与位移最大幅值的理论与测试数据，两者相对误差均小于5%，表明理论与试验值的一致性较好，验证了该型号滚齿机滚刀主轴振动响应函数模型推导的正确性;并且由测试数据分析可知，该研究对滚齿机主轴结构、加工工艺参数选择与优化及加工误差预测具有指导意义，为该系列其他滚齿机主轴振动特性理论与试验研究提供经验借鉴与参考价值，且也为滚齿机振动特性的后期深入与实用性研究奠定理论与试验基础工作。

榜眼

基于力反馈的液压足式机器人主/被动柔顺性控制

北京理工大学复杂系统智能控制与决策国家重点实验室柯贤锋等指出在足式机器人运动过程中，柔顺性控制能有效减少足端触地冲击力，提高环境适应能力。被动弹簧常被用来实现机器人与环境柔性接触，但不能有效吸收剩余冲击能量。主动柔顺能够根据环境不同而调整末端刚度与阻尼，却由于冲击力作用时间很短，对执行器的响应速度有较高的要求。试验发现将主动柔顺控制与被动柔顺相结合，可弥补上述不足，并实现机器人柔顺性触地。在单液压执行器系统中验证了这种方法的有效性，将此控制策略应用在四足机器人单腿系统，得到了同样的效果。通过分析单自由度执行器系统，总结所提柔顺性控制器参数设计原则，进而为四足机器人整体柔顺性设计提供依据。

状元

考虑结构柔性的行星轮系耦合振动特性研究

重庆大学机械传动国家重点实验室魏静等针对传统集中质量法精度不高和大规模有限元模型计算量大、后处理困难的问题，在轴系单元法基础上提出一种针对行星轮系耦合振动分析建模方法。根据行星轮系结构特点，将行星轮系中各种构件分为简单轴系单元、行星架轴系单元及齿圈轴系单元等轴系模型，建立不同类型的行星轮系耦合动力学模型。研究结果表明，考虑结构柔性后，在低速阶段动态啮合力偏差与集中质量法求解结果基本相同，但随着转速增加，动态啮合力偏差与系统各阶共振频率均略有降低;而同一转速下，动态啮合力偏差随着齿圈厚度增大逐渐增加，但其变化量呈逐渐减小趋势。在所有结构中，轴的柔性化对振动影响最大，而行星架柔性对振动影响最小;各级齿轮副啮频相互耦合共同成为系统激励频率，而高速级啮频为最主要激励频率;振动能量不仅沿功率流方向传递，同样也会逆功率流方向传递。

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