基于DELMIA的弹药填充机器人工艺仿真及优化 被引量：5

1

作者 王茜 徐志刚 +2 位作者 白鑫林 郭立新 岳超 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第S1期73-78,共6页

弹药生产技术的发展直接影响到我国国防建设的水平,目前工业机器人的应用使得弹药生产线的自动化程度有效提高,弹药生产线机器人工作路径复杂、工艺繁多,且国内对其仿真研究尚处于起步阶段,提出利用DELMIA软件的Robotics模块对其工作过... 弹药生产技术的发展直接影响到我国国防建设的水平,目前工业机器人的应用使得弹药生产线的自动化程度有效提高,弹药生产线机器人工作路径复杂、工艺繁多,且国内对其仿真研究尚处于起步阶段,提出利用DELMIA软件的Robotics模块对其工作过程进行仿真,包括工作路径的设定、工作过程仿真、机器人轨迹优化及碰撞与干涉检查。并利用DPM模块中的PERT图和Gantt图对其生产工艺进行优化。结果表明,利用DELMIA软件可以对弹药生产线机器人的工作过程进行准确、有效地模拟,经过优化后的工艺可以节省工作时间、提高生产效率.为弹药生产线机器人的运动的分析设计和研究提供了可靠的依据,提高了弹药生产线的数字化制造水平。 展开更多

关键词 DELMIA ROBOTICS DPM 工艺优化

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药柱钻削过程中的温度仿真分析

2

作者 李冬阳 徐志刚 +1 位作者 白鑫林 王军义 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第1期218-221,共4页

药柱装药钻削成形过程中,以其特殊的粘弹性材料加工的复杂性和环境温度的敏感感知等因素,使在实际加工过程中加工参数的选择变得比较困难。加工参数的选择直接影响钻削温度,温度的高低侧面影响加工效率和安全性,因此研究钻削参数对钻削... 药柱装药钻削成形过程中,以其特殊的粘弹性材料加工的复杂性和环境温度的敏感感知等因素,使在实际加工过程中加工参数的选择变得比较困难。加工参数的选择直接影响钻削温度,温度的高低侧面影响加工效率和安全性,因此研究钻削参数对钻削过程中的温度影响规律对指导生产是十分必要的。以少见的钻削粘弹性材料为例,通过仿真计算和实验验证,研究了主轴转速、进给速度和环境温度对钻削温度的影响规律。结论表明:粘弹性材料钻削与金属钻削具有一定的相似之处,但是切削热和摩擦热的影响关系与材料的韧性有关。研究发现药柱的粘弹性材料在40℃左右时,温度上升明显变缓,这是由于不同材料的温升特性不同。并且根据已知数据得出在环境温度为20℃,转速160r/min,进给速度为1.7mm/s时,最高温度变化相对稳定,且处于较安全温度控制范围。 展开更多

关键词 药柱 粘弹性材料 钻削温度 温升特性

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基于气浮的卫星挠性旋转帆板物理仿真系统设计 被引量：3

3

作者 尹猛 徐志刚 +1 位作者 白鑫林 刘哲 《空间科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期338-343,共6页

挠性附件运动时产生的弹性振动是影响空间飞行器指向精度和控制性能的主要原因.因此,在地面对控制系统抑制振动的性能进行验证具有重要意义.由于太阳帆板低频且长度较大,在地面构建大范围运动的空间微重力环境,耗资及难度极大。本文提... 挠性附件运动时产生的弹性振动是影响空间飞行器指向精度和控制性能的主要原因.因此,在地面对控制系统抑制振动的性能进行验证具有重要意义.由于太阳帆板低频且长度较大,在地面构建大范围运动的空间微重力环境,耗资及难度极大。本文提出一种基于等效主轴惯量与挠性频率的卫星挠性旋转帆板挠性模拟器,基于气浮法设计了低摩擦与微重力环境的物理仿真系统,并建立了模拟器的动力学模型,等效模拟了卫星挠性旋转帆板的振动特性,降低了卫星挠性旋转帆板地面微重力运动环境模拟的难度,实现了对其控制算法抑制振动性能的有效及高经济性测试.仿真结果表明,模拟器可以通过简单操作实现参数的平滑改变以模拟不同参数及结构的卫星挠性旋转帆板,且具有与真实太阳帆板一致的振动特性,满足测试要求。 展开更多

关键词 卫星旋转帆板 主轴惯量 挠性频率 动力学等效 振动特性

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空间转位机械臂转动惯量的地面仿真研究 被引量：2

4

作者 张伟 白鑫林 徐志刚 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第3期43-46,共4页

针对空间转位机械臂在太空舱转位对接过程中受到的超大转动惯量,提出了一种全物理的仿真模拟方法。该方法主要是由模拟太空舱的质量块,转位机械臂实物,安装机械臂的基座,使质量块和机械臂连接的中间连接梁,让质量块持续跟随机械臂进行... 针对空间转位机械臂在太空舱转位对接过程中受到的超大转动惯量,提出了一种全物理的仿真模拟方法。该方法主要是由模拟太空舱的质量块,转位机械臂实物,安装机械臂的基座,使质量块和机械臂连接的中间连接梁,让质量块持续跟随机械臂进行转动的跟随机构以及为整个全物理实验提供微重力环境的气浮机构组成。实验在气浮提供的微重力环境下进行,机械臂在其肩关节和腕关节驱动下进行转动,通过带动中间连接梁从而带动质量块跟随其转动,这就模拟出机械臂在太空转位时所受转动惯量。为了验证全物理方法的有效性对该方法建立了模型,并对模型进行动力学建模,获得各个关节处所受的力,进一步通过这些数据对模型进行受力分析,结果表明全物理实验方法具有可行性同时机械臂也满足设计要求。 展开更多

关键词 空间转位机械臂 超大转动惯量 全物理地面实验 动力学建模 静力学分析

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基于多目标遗传算法的捕获轨迹系统结构优化 被引量：1

5

作者 薛全兴 刘哲 +2 位作者 徐志刚 王清运 白鑫林 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第11期4-7,共4页

针对国内已有的CTS系统堵塞度大、俯仰偏航角度小(精度低)的问题,设计了一种新型的CTS机构。首先对CTS系统的整体结构设计和运动原理进行了介绍。然后对俯仰机构的设计方案进行选择,在此基础上完成了转动框架的外形设计。最后基于多目... 针对国内已有的CTS系统堵塞度大、俯仰偏航角度小(精度低)的问题,设计了一种新型的CTS机构。首先对CTS系统的整体结构设计和运动原理进行了介绍。然后对俯仰机构的设计方案进行选择,在此基础上完成了转动框架的外形设计。最后基于多目标遗传算法理论和参数化建模技术,对转动框架进行了优化设计,优化后转动框架质量减小、堵塞度减小。结果表明,多目标遗传算法能通过计算在可行域内快速求出转动框架优化设计的最优解集,优化效率高、效果好,对CTS机构的进一步研发具有理论价值和工程意义,此种方法也为以后类似的结构设计和优化提供了参考。 展开更多

关键词 CTS系统 俯仰机构 优化设计 多目标遗传算法

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太空转位机械臂刚性特征研究 被引量：1

6

作者 杨原青 徐志刚 +2 位作者 王军义 白鑫林 张伟 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第5期94-98,共5页

提出了一种全物理的实验方法,实验时太空机械臂在其关节处电机的驱动下转动,气浮机构提供微重力环境,而模拟实验舱的质量块在中间连接梁的带领下跟随太空转位机械臂进行运动,从而模拟机械臂的转动惯量。通过对全物理模型进行动力学建模... 提出了一种全物理的实验方法,实验时太空机械臂在其关节处电机的驱动下转动,气浮机构提供微重力环境,而模拟实验舱的质量块在中间连接梁的带领下跟随太空转位机械臂进行运动,从而模拟机械臂的转动惯量。通过对全物理模型进行动力学建模,得到各个关节处所受的力和力矩,并对机械臂进行结构分析,变形为0. 13 mm,即空间转位机械臂的刚性满足设计要求,能够承受太空转位时的力和转动惯量。 展开更多

关键词 太空机械臂 机械臂刚性 全物理方法 超大转动惯量 动力学分析 静力学分析

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基于等效惯量模拟的空间站转位机械臂承载性能测试 被引量：13

7

作者 徐志刚 白鑫林 +1 位作者 王军义 贺云 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期231-236,共6页

由于地面模拟真实舱体大惯量负载较为困难,且实现体积庞大,本文提出了一种基于等效惯量模拟的空间站转位机械臂承载性能测试方法,设计了一种基于气浮增速机构的惯量模拟器,并根据等效动力学原理建立了惯量模拟器等效负载数学模型,减小... 由于地面模拟真实舱体大惯量负载较为困难,且实现体积庞大,本文提出了一种基于等效惯量模拟的空间站转位机械臂承载性能测试方法,设计了一种基于气浮增速机构的惯量模拟器,并根据等效动力学原理建立了惯量模拟器等效负载数学模型,减小了负载惯量,降低了其空间微重力运动环境模拟难度,实现了空间机械臂承载性能的有效测试.最后通过仿真计算验证了测试方法与空间转位过程的一致性.仿真结果表明,腕关节和肩关节输出力矩与空间转位时输出力矩最大误差分别为4.61%和1.33%,腕关节和肩关节的惯量模拟误差分别小于4.52%和1.03%,证明该方法可有效地对转位机械臂进行承载性能测试. 展开更多

关键词 空间站转位机械臂 超大转动惯量模拟 等效转动惯量 动力学等效 性能测试

原文传递

粘弹性材料钻削温度预测模型的建立与应用

8

作者 李冬阳 张张 +1 位作者 徐志刚 白鑫林 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期166-170,共5页

粘弹性材料兼有弹性固体和粘性流体的特性,传统的热分析方法无法准确描述同时发生的粘性和弹性变形。针对该复杂材料特性的材料去除过程中的温度场研究是十分稀少的,提出将机器学习算法应用到药柱钻削加工的温度预测当中。首先利用线性... 粘弹性材料兼有弹性固体和粘性流体的特性,传统的热分析方法无法准确描述同时发生的粘性和弹性变形。针对该复杂材料特性的材料去除过程中的温度场研究是十分稀少的,提出将机器学习算法应用到药柱钻削加工的温度预测当中。首先利用线性回归进行拟合,侧面证明该模型的非线性。其次利用随机森林和BP神经网络算法进行建模,随机森林模型的随机特性使其具有一定的抗噪能力,BP神经网络模型精度最高,决定系数达到0.989。利用BP神经网络模型的预测功能实现加工过程的提前防控,优化加工参数组合,实现高效安全生产。 展开更多

关键词 机器学习 粘弹性材料 钻削温度 预测模型

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基于离散元仿真的固体推进剂用氧化剂称量工艺优化

9

作者 邱磊 卢翰 +3 位作者 俞成蛟 张英杰 袁潇 白鑫林 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期100-107,共8页

称量工序广泛应用于多种领域,其中出料口的质量流量对于物料的称量精度以及称量时间起着十分重要的影响。本文中基于粉碎后的固体推进剂氧化剂材料,通过一种三级补充加料的方法实现对物料的精确称量。一级补充加料采用传统的持续加料方... 称量工序广泛应用于多种领域,其中出料口的质量流量对于物料的称量精度以及称量时间起着十分重要的影响。本文中基于粉碎后的固体推进剂氧化剂材料,通过一种三级补充加料的方法实现对物料的精确称量。一级补充加料采用传统的持续加料方法;二级和三级补充加料选择正弦运动形式控制出料口开闭,并分为粗称出料与精称出料2种出料方法。利用离散元法(DEM)对三级补充加料(主要是二级和三级)进行仿真,获取正弦频率对质量流量影响的拟合关系为四阶函数。建立以称量精度最大和消耗时间最小为指标的双目标优化数学模型,对称量最后1 kg的三级补充加料进行工艺参数优化选择。结果显示当二级粗称量加料频率为2.5 Hz或2.1 Hz,三级精称量加料频率为1.6 Hz或3.0 Hz时,达到局部最优,其称量精度为99.9%,预计用时分别为1.51 s和1.52 s。该方法对于实际的生产实践具有指导意义。 展开更多

关键词 固体推进剂 氧化剂 离散元法 称量 工艺优化

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基于互信息和MPCA的单基药塑化过程监测方法 被引量：1

10

作者 杨明毅 王军义 +3 位作者 白鑫林 徐志刚 余廷江 陈舒渤 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期290-296,共7页

针对现阶段单基药塑化过程缺乏可靠的渐变式故障检测和异常工况的报警及评价能力等问题,同时传统数据驱动方法难以处理过程中包含的多种线性与非线性关系混合特征,又无法突出变量间耦合相关性的差异,提出一种基于归一化互信息的多向主... 针对现阶段单基药塑化过程缺乏可靠的渐变式故障检测和异常工况的报警及评价能力等问题,同时传统数据驱动方法难以处理过程中包含的多种线性与非线性关系混合特征,又无法突出变量间耦合相关性的差异,提出一种基于归一化互信息的多向主成分分析故障检测方法。该方法通过归一化互信息刻画过程中多维变量间的复杂耦合关系,并以此对不同维度变量之间的相关性特征进行权值修正,得到体现每个变量与其他维度变量之间耦合作用关系的数据集,并分别建立与其相应的监测模型。最后再利用贝叶斯推理将不同模型的监测结果融合成一组概率指标实现过程监测。实验结果表明了所提方法的有效性,可实现塑化过程多种故障的快速检测和异常工况的监测预警。 展开更多

关键词 单基发射药 塑化过程 多向主成分分析 故障检测 过程监测预警

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基于并联的非接触平面运动测量传感器设计及其误差分析 被引量：2

11

作者 徐志刚 白鑫林 +1 位作者 王军义 王昊 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第7期9-11,共3页

针对平面运动物体非接触高精度测量的难点,文中设计了一种新型的非接触式平面运动测量激光传感器,通过测量组合算法实现了物体平面运动的非接触式测量。介绍了该新型传感器的结构与测量原理,给出了被测运动量的数学模型,并用微分法建立... 针对平面运动物体非接触高精度测量的难点,文中设计了一种新型的非接触式平面运动测量激光传感器,通过测量组合算法实现了物体平面运动的非接触式测量。介绍了该新型传感器的结构与测量原理,给出了被测运动量的数学模型,并用微分法建立了误差模型;用蒙特卡洛法对误差模型中的各随机变量进行了随机抽样;最后结合算例,用蒙特卡洛法得到了被测量误差的频数分布直方图。通过文中的分析计算,非接触平面运动传感器位置测量误差小于0.056 mm,角度测量误差小于,为这种传感器的实际应用提供了依据。 展开更多

关键词 非接触式 平面运动测量 并联测量 激光测距 误差模型 蒙特卡洛

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空间站对日定向装置半物理试验台关键技术 被引量：1

12

作者 刘明洋 贺云 +1 位作者 徐志刚 白鑫林 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期596-603,共8页

为有效模拟空间站对日定向装置驱动性能受柔性太阳翼的扰动,验证对日定向装置驱动控制性能,采用半物理试验技术对对日定向装置进行地面试验考核。设计超高刚度及运动误差无附加力自适应的半物理试验台,对支撑连接机构和加载单元进行有... 为有效模拟空间站对日定向装置驱动性能受柔性太阳翼的扰动,验证对日定向装置驱动控制性能,采用半物理试验技术对对日定向装置进行地面试验考核。设计超高刚度及运动误差无附加力自适应的半物理试验台,对支撑连接机构和加载单元进行有限元分析与刚度测试;建立大尺度柔性太阳翼的动力学模型,并采用Wilson θ法进行动力学模型的实时数值求解;运用跟踪微分法对对日定向装置低速运行下的角速度和角加速度进行估计;最后通过对半物理试验台的响应精度、加载有效性进行仿真和试验考核,结果表明试验台加载力矩幅值为0～85 Nm、频率为0.01～3 Hz时,绝对精度优于0.85 Nm,相对精度优于1%,从而验证了半物理试验台对太阳翼扰动载荷模拟的真实有效性,可实现对日定向装置的性能测试。 展开更多

关键词 对日定向装置 半物理仿真 角加速度估计 大型柔性电池帆板 刚柔混合动力学模型

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空间站转位机构末端效应器位姿设定试验方法研究 被引量：1

13

作者 张伟 白鑫林 徐志刚 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第11期89-94,共6页

针对空间站转位机构末端效应器地面试验要求,提出采用并联机构实现执行器与适配器之间的六维空间位姿设定。首先,设计了6自由度并联机构,并对其机构构成和工作原理进行了阐述;其次对所设计并联机构的工作空间运动学及作动器与适配器的... 针对空间站转位机构末端效应器地面试验要求,提出采用并联机构实现执行器与适配器之间的六维空间位姿设定。首先,设计了6自由度并联机构,并对其机构构成和工作原理进行了阐述;其次对所设计并联机构的工作空间运动学及作动器与适配器的运动干涉特性进行了数学建模,最后,编制了基于柱坐标的机构工作空间搜索算法和基于空间几何的干涉检测算法,并运用MATLAB进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的并联机构其工作空间满足末端效应器位姿设定的范围要求,并联机构各分支作动器与末端效应器之间不会发生运动干涉,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 空间站转位机构 末端效应器 并联机构 位姿设定

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基于气流粉碎法的超细高氯酸铵粉碎工艺参数优化

14

作者 卢翰 白鑫林 +2 位作者 徐志刚 邱磊 袁潇 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期741-748,共8页

为了提高氧化剂高氯酸铵(AP)粉碎产生的颗粒粒径分布以及粉碎效率,以粉碎压力、粉碎腔物料重量和分级轮转速为优化参数,通过响应面法结合NSGA-Ⅱ算法对工艺参数进行优化。根据单因素实验结果进行数据选择,通过响应面法设计了工艺实验,... 为了提高氧化剂高氯酸铵(AP)粉碎产生的颗粒粒径分布以及粉碎效率,以粉碎压力、粉碎腔物料重量和分级轮转速为优化参数,通过响应面法结合NSGA-Ⅱ算法对工艺参数进行优化。根据单因素实验结果进行数据选择,通过响应面法设计了工艺实验,并检验了其合理性,建立了相应的回归模型。采用NSGA-Ⅱ算法搜索颗粒粒径分布与粉碎效率的全局Pareto前沿解集,并进行了实验验证。通过样机实验结果显示,在计算工艺参数与实验工艺参数匹配度94.60%以上的情况下,粒径分布相似度99.50%,粉碎效率相似度97.44%,验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 固体推进剂 AP 粉碎 工艺参数 多目标优化

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