液压放大式两自由度压电微动平台建模仿真与控制

1

作者 许有熊 庄广锋 +1 位作者 朱松青 陈星宇 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期199-204,共6页

传统微动平台采用压电加柔性铰链的方式,存在柔性铰链刚度低、承受载荷小、易损坏等问题。针对此,将压电和液压放大技术的优点应用到微动平台上,提出一种液压放大式两自由度压电微动平台,建立其数学模型,分析其工作机制和性能特点。利用... 传统微动平台采用压电加柔性铰链的方式,存在柔性铰链刚度低、承受载荷小、易损坏等问题。针对此,将压电和液压放大技术的优点应用到微动平台上,提出一种液压放大式两自由度压电微动平台,建立其数学模型,分析其工作机制和性能特点。利用AMESim软件对液压放大机构进行结构性能仿真。结果表明:在腔体体积小、弹簧刚度小的情况下,液压放大机构的位移放大效果最好。搭建AMESim与MATLAB的联合仿真模型进行动态仿真。结果表明:所提液压放大式两自由度压电微动平台能实现高精度定位,为后续的实际应用奠定了基础。最后通过实验验证了仿真结果的准确性。 展开更多

关键词 微动平台 压电 液压放大 动态仿真 实验研究

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基于I-OBE的智能制造工程专业校企协同育人体系研究

2

作者 殷磊磊 许有熊 +2 位作者 王建红 邵立 张建华 《中国现代教育装备》 2025年第5期144-146,共3页

作为“朝阳产业”的智能制造行业,涉及的技术不断变革、升级,对本科人才培养提出很高要求。为应对智能制造专业人才短缺、质量不足问题,迫切需要开展校企协同育人。通过构建I-OBE“智造”能力导向的“双轨一体一牵引”协同育人体系,以... 作为“朝阳产业”的智能制造行业,涉及的技术不断变革、升级,对本科人才培养提出很高要求。为应对智能制造专业人才短缺、质量不足问题,迫切需要开展校企协同育人。通过构建I-OBE“智造”能力导向的“双轨一体一牵引”协同育人体系,以及“高等院校-行业企业”常态化协同育人机制,探究智能制造工程专业校企协同育人实践方法,推动产教融合理论的创新和丰富,有力支撑复合型、应用型人才培养。 展开更多

关键词 智能制造 产教融合 校企协同育人 常态化协同育人机制 实践教学框架

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压电陶瓷驱动器迟滞非线性的改进型Bouc-Wen模型建模及试验验证

3

作者 陈星宇 许有熊 《河南科技》 2025年第2期48-51,共4页

【目的】由于压电陶瓷驱动器的迟滞特性,有必要进行迟滞建模,以提高控制精度。【方法】针对压电陶瓷驱动器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,结合非对称静态Bouc-Wen迟滞模型,建立了压电陶瓷驱动器动态迟滞模型,并在输出端加入电压的... 【目的】由于压电陶瓷驱动器的迟滞特性,有必要进行迟滞建模,以提高控制精度。【方法】针对压电陶瓷驱动器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,结合非对称静态Bouc-Wen迟滞模型,建立了压电陶瓷驱动器动态迟滞模型,并在输出端加入电压的多项式。【结果】根据试验测得压电陶瓷驱动器输入、输出数据,采用粒子群算法辨识得到驱动器的参数化模型,并通过与经典的Bouc-Wen模型进行对比,验证了该模型的有效性。【结论】试验结果表明,与经典的Bouc-Wen模型相比,在输出端加入电压的多项式,相对误差和均方根误差都有所下降,证明了所提出模型的有效性。 展开更多

关键词 压电陶瓷驱动器 迟滞非线性 改进Bouc-Wen模型 粒子群算法

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基于液压放大的压电微动平台设计与试验 被引量：1

4

作者 许有熊 庄广锋 +1 位作者 陈星宇 李恭乐 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第2期273-279,共7页

针对传统微动平台难以满足微/纳米定位的要求,该文结合液压放大原理,提出一种基于液压放大的两自由度压电微动平台,并对其进行了结构设计。采用正交设计方法对其进行有限元双向流固耦合分析,优化了其结构参数。研制了实物样机并进行试... 针对传统微动平台难以满足微/纳米定位的要求,该文结合液压放大原理,提出一种基于液压放大的两自由度压电微动平台,并对其进行了结构设计。采用正交设计方法对其进行有限元双向流固耦合分析,优化了其结构参数。研制了实物样机并进行试验研究。开环控制试验结果表明,当压电驱动器输入为90μm时,压电微动平台最大输出位移为603.0μm,放大倍数约为6.7;闭环控制试验结果表明,采用分段微分、积分、比例(PID)算法能降低超调量,且响应时间、稳态时间均减小,稳态误差降低(为±0.2μm),实现了微动平台的大范围输出精密定位。 展开更多

关键词 微动平台 压电驱动器 液压放大 双向流固耦合 试验研究

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基于工程化项目训练的智能制造工程专业实践课程体系构建 被引量：1

5

作者 许有熊 邵立 +1 位作者 曹锦江 殷磊磊 《中国现代教育装备》 2024年第3期142-145,共4页

为实现理论课程体系与实践课程体系的有机融合,避免形成“课程孤岛”,以实际工程开发新产品的设计与制造过程为流程,构建了智能制造工程专业“递进式、三级别”项目训练实践课程体系,形成了系统级、装备级、单元技术级分层次的实践教学... 为实现理论课程体系与实践课程体系的有机融合,避免形成“课程孤岛”,以实际工程开发新产品的设计与制造过程为流程,构建了智能制造工程专业“递进式、三级别”项目训练实践课程体系,形成了系统级、装备级、单元技术级分层次的实践教学体系。在此基础上,结合现有实训平台,运用现代虚拟仿真技术,构建了面向智能制造比赛和项目教学的虚实结合、多学科交叉融合的智能制造项目训练综合实践平台,以培养学生的综合性工程实践应用能力。研究成果可为进一步提升人才培养质量提供可行的思路与方法,也可为应用型本科院校人才培养提供参考。 展开更多

关键词 智能制造 项目训练 实践课程体系 实践平台

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基于数据手套的手语翻译系统研究

6

作者 姜维佳 韩亚丽 +3 位作者 史金飞 许有熊 王垓然 朱文亮 《电子器件》 CAS 2024年第4期1128-1132,共5页

针对聋哑人与正常人无法进行有效沟通问题,设计了一种基于多传感器的手势识别与翻译系统。首先,基于柔性角度传感器及惯性测量单元进行手势翻译手套的研究使用;其次对手势数据进行采集,采用模板匹配法对连续的手势数据进行切分,并对切... 针对聋哑人与正常人无法进行有效沟通问题,设计了一种基于多传感器的手势识别与翻译系统。首先,基于柔性角度传感器及惯性测量单元进行手势翻译手套的研究使用;其次对手势数据进行采集,采用模板匹配法对连续的手势数据进行切分,并对切分出的数据进行预处理和特征模板提取;采用相似度算法,对聋哑人的手势与模板数据库中的手势进行匹配,识别出手语信息,并基于语音模块输出手语信息。最后,进行切分与识别成功率实验研究,结果表明对于孤立词的切分与识别成功率高达97%和98%,对于连续句识别成功率可达84%,可用于聋哑人与正常人间的交流。 展开更多

关键词 数据手套 特征模板 手势切分 手势识别 相似度算法

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压电开关调压型气动数字阀控制方法的研究 被引量：2

7

作者 许有熊 李小宁 +1 位作者 朱松青 刘娣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1436-1441,共6页

为了提高所研制的压电开关调压型气动数字阀的动态性能,提高其稳态精度,减小其压力波动,对其控制方法进行了研究。提出了PWM控制算法的一种改进形式——调整变位PWM法,采用"Bang-Bang+带死区P+调整变位PWM"复合控制算法对数... 为了提高所研制的压电开关调压型气动数字阀的动态性能,提高其稳态精度,减小其压力波动,对其控制方法进行了研究。提出了PWM控制算法的一种改进形式——调整变位PWM法,采用"Bang-Bang+带死区P+调整变位PWM"复合控制算法对数字阀进行了控制研究。试验结果表明,该复合控制算法弥补了"Bang-Bang"控制和"带死区P+PWM"复合控制算法的缺点,大大减小了该数字阀在有流量负载情况下的出口压力波动,有效提高了该数字阀的稳态控制精度。 展开更多

关键词 压电 开关型 数字阀 控制方法 Bang—Bang PWM

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宏微混合驱动的3-RPR并联机构虚拟样机研究 被引量：3

8

作者 许有熊 顾人杰 +1 位作者 曹宁 朱松青 《液压与气动》 北大核心 2015年第5期63-66,99,共5页

为解决大行程运动系统的高精度定位问题,结合液压伺服技术与压电技术独特的优点并应用到并联机构中,提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的3-RPR并联机构,并基于接口的多领域协同仿真方法研究其虚拟样机。其中,采用ADAMS软件建立其机... 为解决大行程运动系统的高精度定位问题,结合液压伺服技术与压电技术独特的优点并应用到并联机构中,提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的3-RPR并联机构,并基于接口的多领域协同仿真方法研究其虚拟样机。其中,采用ADAMS软件建立其机械模块、采用AMESim软件建立其液压系统及压电驱动系统模块、采用MATLAB软件建立其控制模块。通过联合仿真,分析了其动态特性,为实际物理样机设计和参数优化提供理论依据。 展开更多

关键词 电液 压电 混合驱动 并联机构 虚拟样机

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宏微3-RPR并联机构建模及控制仿真研究 被引量：2

9

作者 许有熊 周浩 +1 位作者 朱松青 顾人杰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2670-2676,共7页

为解决并联机构大行程与高精度定位的矛盾,提出了一种采用电液伺服控制系统为宏驱动、压电精密控制系统为微驱动的宏微3-RPR并联机构,基于虚功原理推导了其动力学模型;搭建了其基于多软件协同仿真模型,其中包括Adams机械模块、AMESim液... 为解决并联机构大行程与高精度定位的矛盾,提出了一种采用电液伺服控制系统为宏驱动、压电精密控制系统为微驱动的宏微3-RPR并联机构,基于虚功原理推导了其动力学模型;搭建了其基于多软件协同仿真模型,其中包括Adams机械模块、AMESim液压与压电驱动模块、Matlab/Simulink控制模块;针对该并联机构是个复杂的多输入多输出非线性系统,采用模糊PID方法对其进行控制仿真研究。仿真表明:与常规PID相比,采用模糊PID能缩短响应时间,实现无超调的宏微切换过程;采用宏微驱动的并联机构能实现大行程的精密定位,具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 宏微驱动 3-RPR 并联机构 模糊PID 控制仿真

原文传递

新型压电式电-气PWM比例阀的研究 被引量：6

10

作者 许有熊 李小宁 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第14期1689-1694,共6页

针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统电-气脉宽调制(PWM)比例阀存在响应速度慢、稳态精度差等缺点,提出了一种以压电叠堆结合弹性铰链位移放大机构为电-机械转换器的新型压电式PWM比例压力阀的总体结构方案,并建立其数学模型;研制了试... 针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统电-气脉宽调制(PWM)比例阀存在响应速度慢、稳态精度差等缺点,提出了一种以压电叠堆结合弹性铰链位移放大机构为电-机械转换器的新型压电式PWM比例压力阀的总体结构方案,并建立其数学模型;研制了试验样机并进行了相关的试验研究,分析了PWM载波频率、比例控制系数和流量负载对阀性能的影响;采用比例P控制+压力反馈+PWM的复合控制方法有效提高了阀压力稳态精度。试验表明,该阀具有响应速度快和稳态精度高等特点,具有良好的工业应用前景。 展开更多

关键词 压电 电-气 脉宽调制 比例阀

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压电式PWM开关阀结构设计及特性试验研究 被引量：5

11

作者 许有熊 李小宁 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第5期789-792,共4页

针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统高速脉宽调制(PWM)开关阀调制频率较低,控制精度较差等缺点,研究了一种以具有快速响应的压电叠堆为电-机械转换器的两位三通压电式PWM高速开关阀,介绍了其工作原理并进行了总体结构设计,研制了其试... 针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统高速脉宽调制(PWM)开关阀调制频率较低,控制精度较差等缺点,研究了一种以具有快速响应的压电叠堆为电-机械转换器的两位三通压电式PWM高速开关阀,介绍了其工作原理并进行了总体结构设计,研制了其试验样机并进行基本的特性试验和分析。试验表明,该阀具有较好的开关特性,其开启时间约0.57ms,关闭时间约0.3ms,可达到较高的调制频率。 展开更多

关键词 压电 脉宽调制(PWM) 开关阀

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电液-压电混合伺服驱动精密定位机构建模及仿真 被引量：2

12

作者 许有熊 朱松青 刘娣 《液压与气动》 北大核心 2014年第5期71-74,共4页

为解决定位机构大行程和高精度之间的矛盾,针对精密加工和精密测量等领域的大行程运动系统的高精度定位问题,有效结合了电液伺服驱动与压电精密驱动的优点,提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的宏微定位机构,建立其数学模型,以及AMESi... 为解决定位机构大行程和高精度之间的矛盾,针对精密加工和精密测量等领域的大行程运动系统的高精度定位问题,有效结合了电液伺服驱动与压电精密驱动的优点,提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的宏微定位机构,建立其数学模型,以及AMESim和MATLAB的联合仿真模型,并进行了动态仿真研究。仿真表明,所提出的电液-压电混合伺服驱动定位机构能实现高精密定位,这为后续的实际应用奠定了理论基础。 展开更多

关键词 电液 压电 混合伺服 建模 仿真

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压电数字阀电-机械转换器设计与分析 被引量：3

13

作者 许有熊 朱松青 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第11期77-82,共6页

针对压电陶瓷本身输出位移微小不能直接用于电-气(液)阀作为电-机械转换器的缺点,设计了一种基于弹性铰链的一级微位移放大机构以有效放大压电陶瓷的输出位移,并作为数字阀的电-机械转换器。进行了放大机构的结构和参数设计,并采用有限... 针对压电陶瓷本身输出位移微小不能直接用于电-气(液)阀作为电-机械转换器的缺点,设计了一种基于弹性铰链的一级微位移放大机构以有效放大压电陶瓷的输出位移,并作为数字阀的电-机械转换器。进行了放大机构的结构和参数设计,并采用有限元分析方法对其进行了静力学、动力学和疲劳强度分析。分析表明,该设计符合要求。最后,对所设计的放大机构进行放大特性实验研究。实验表明:该放大机构实际放大倍数为4.2,基本接近于有限元分析放大倍数4.59,且具有良好的动态响应特性,可作为研究高性能压电数字阀的电-机械转换器。 展开更多

关键词 压电 放大机构 弹性铰链 电-机械转换器 有限元

原文传递

新型压电式气动PWM数字比例阀建模及仿真研究 被引量：2

14

作者 许有熊 李小宁 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2296-2301,共6页

针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统气动PWM比例阀存在着响应时间慢,稳态精度差等缺点,提出了一种以压电叠堆为电-机械转换器的新型压电式气动PWM数字比例阀,建立了其数学模型,并利用Matlab/Simulink建立其仿真模型;通过仿真及试验结... 针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统气动PWM比例阀存在着响应时间慢,稳态精度差等缺点,提出了一种以压电叠堆为电-机械转换器的新型压电式气动PWM数字比例阀,建立了其数学模型,并利用Matlab/Simulink建立其仿真模型;通过仿真及试验结果的对比,证明了所建数学模型是准确的。仿真研究了先导阀芯输出位移、PWM载波频率及PID控制等对阀性能的影响,为今后进一步优化结构参数及控制参数的选择提供了依据。 展开更多

关键词 压电 PWM 比例阀 建模 仿真

原文传递

轨道车辆制动能量气动回收系统建模及仿真研究 被引量：1

15

作者 许有熊 朱松青 温秀兰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3004-3008,3014,共6页

轨道交通车辆在运行过程中需要频繁制动,浪费过多的能量。为了回收再利用这部分制动能量,提出了一种轨道车辆制动能量气动回收系统,推导了其数学模型,利用AMESim仿真软件建立其仿真模型,并进行仿真研究,分析其动态特性。仿真研究了活塞... 轨道交通车辆在运行过程中需要频繁制动,浪费过多的能量。为了回收再利用这部分制动能量,提出了一种轨道车辆制动能量气动回收系统,推导了其数学模型,利用AMESim仿真软件建立其仿真模型,并进行仿真研究,分析其动态特性。仿真研究了活塞直径、气缸行程、单向阀开启压力、余隙容积等参数对回收性能的影响。在此基础上,对回收系统进行了基于正交表的参数优化设计,得到了其最佳参数组合,为实际工程应用提供理论依据。 展开更多

关键词 轨道车辆 制动能量 气动 回收 仿真

原文传递

基于电子氟化液的滑环冷却系统研究与制备

16

作者 陆宇凌 许有熊 +2 位作者 鄢晨阳 徐焕 王以诚 《轻工科技》 2024年第3期71-73,共3页

本研究旨在探究开发新型的滑环冷却系统,该系统基于电子氟化液进行冷却,以提升高温环境下滑环的性能和稳定性。通过制备与测试,证明了电子氟化液在滑环冷却应用中的可行性。实验结果表明,该系统能够显著降低滑环温度,有效改善设备的工... 本研究旨在探究开发新型的滑环冷却系统,该系统基于电子氟化液进行冷却,以提升高温环境下滑环的性能和稳定性。通过制备与测试,证明了电子氟化液在滑环冷却应用中的可行性。实验结果表明,该系统能够显著降低滑环温度,有效改善设备的工作效率和寿命。 展开更多

关键词 滑环冷却系统 电子氟化液 高温环境 工作效率 设备寿命

原文传递

压电型先导阀数学模型及PWM控制仿真研究 被引量：3

17

作者 许有熊 李小宁 《机床与液压》 北大核心 2008年第10期133-135,139,共4页

分析了一种压电型先导阀的结构及工作原理,建立了先导阀的数学模型。在此基础上,利用AMESim仿真软件对先导阀进行了PWM控制仿真研究,分析其静、动态特性;并运用压力反馈、PID控制等复合控制方法,仿真表明该方法能有效提高阀的性能,大大... 分析了一种压电型先导阀的结构及工作原理,建立了先导阀的数学模型。在此基础上,利用AMESim仿真软件对先导阀进行了PWM控制仿真研究,分析其静、动态特性;并运用压力反馈、PID控制等复合控制方法,仿真表明该方法能有效提高阀的性能,大大降低稳态误差。 展开更多

关键词 压电 先导阀 PWM

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压电直动式气动PWM比例阀试验研究 被引量：1

18

作者 许有熊 朱松青 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2013年第3期387-390,共4页

传统的气动脉宽调制(PWM)比例阀因采用电磁铁为电-机械转换器而存在响应时间慢,稳态精度差等缺点,因而提出了一种基于压电陶瓷为电-机械转换器的新型压电直动式气动PWM比例阀的总体结构方案。研制了其实物样机,并进行了其动态特性试验研... 传统的气动脉宽调制(PWM)比例阀因采用电磁铁为电-机械转换器而存在响应时间慢,稳态精度差等缺点,因而提出了一种基于压电陶瓷为电-机械转换器的新型压电直动式气动PWM比例阀的总体结构方案。研制了其实物样机,并进行了其动态特性试验研究,分析了PWM载波频率和载波幅值、比例P系数对阀动态性能的影响。与同级别气动比例阀的试验对比表明,该阀具有响应速度快和稳态精度高的特点,具有良好的工业应用前景。 展开更多

关键词 压电 气动 脉宽调制(PWM) 比例阀

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新工科背景下智能制造虚实结合项目教学的探索与实践 被引量：13

19

作者 许有熊 曹锦江 +1 位作者 刘娣 殷磊磊 《中国现代教育装备》 2022年第5期91-94,共4页

针对智能制造工程专业项目教学实施过程中的硬件不足、投入成本高、建设周期长、人身与设备安全等难题,根据智能制造数字化、系统化、综合化等特点,结合先进的虚拟仿真技术,进行智能制造虚实结合项目教学的探索与应用研究。阐述了虚实... 针对智能制造工程专业项目教学实施过程中的硬件不足、投入成本高、建设周期长、人身与设备安全等难题,根据智能制造数字化、系统化、综合化等特点,结合先进的虚拟仿真技术,进行智能制造虚实结合项目教学的探索与应用研究。阐述了虚实结合项目教学的指导思想,提出了虚实结合的系统级、设备级、基础级分层次的三级项目教学体系,并进行了虚实结合项目教学平台的建设。通过该平台,实现了从虚拟到实训、从基础到系统的创新训练,有效提高了学生的实践能力和创新能力,且不受硬件条件的限制,为进一步提升人才培养质量提供可行的思路。 展开更多

关键词 智能制造 虚实结合 项目教学

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多课程联合的虚拟项目教学应用研究 被引量：5

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作者 许有熊 刘娣 王建红 《中国现代教育装备》 2018年第1期38-39,54,共3页

针对项目教学实施过程中的硬件不足、投入成本高、建设周期长等难题,结合液压与气动、电气控制与PLC等课程的教学特点,利用虚拟仿真技术,进行多课程联合虚拟仿真项目教学的应用研究,并通过具体实例,阐述了其项目设置、项目实施过程、项... 针对项目教学实施过程中的硬件不足、投入成本高、建设周期长等难题,结合液压与气动、电气控制与PLC等课程的教学特点,利用虚拟仿真技术,进行多课程联合虚拟仿真项目教学的应用研究,并通过具体实例,阐述了其项目设置、项目实施过程、项目验收等阶段。通过实践证明,虚拟项目教学能使学生提高液压与气动、电气控制与PLC等课程的综合应用能力,且不受硬件条件的限制、容易实现、适合大规模实施。 展开更多

关键词 多学科 虚拟项目 液压与气动 电气控制与PLC

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