变负载直驱力矩电机位置误差预测模型研究

1

作者 徐祐民 陈秀梅 +1 位作者 彭宝营 王鹏家 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第1期69-71,83,共4页

为提高直驱力矩电机在变外载荷工况下的位置精度,使用基于狼群算法(WPA)优化支持向量回归(SVR)神经网络,建立直驱力矩电机位置误差预测模型。搭建试验台,将磁粉制动器与力矩电机用联轴器连接,利用磁粉制动器对直驱力矩电机施加变化外载... 为提高直驱力矩电机在变外载荷工况下的位置精度,使用基于狼群算法(WPA)优化支持向量回归(SVR)神经网络,建立直驱力矩电机位置误差预测模型。搭建试验台,将磁粉制动器与力矩电机用联轴器连接,利用磁粉制动器对直驱力矩电机施加变化外载荷。以可变外载荷数据和直驱力矩电机运行时电流数据作为输入,以直驱力矩电机位置误差作为输出。实验结果表明:所建立的WPA—SVR预测模型精度高于SVR预测模型,能够有效预测直驱力矩电机变负载下位置误差。 展开更多

关键词 变负载 位置误差 直驱力矩电机 狼群算法 支持向量回归

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基于神经网络的并联机床位姿误差分析与补偿研究

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作者 孟阳阳 陈秀梅 +1 位作者 彭宝营 张美格 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期18-22,共5页

为了解决并联机床位姿误差补偿这一难题,以六自由度并联机床为研究对象,基于并联机床的运动学逆解建立了位姿误差模型,得到了并联机床驱动杆杆长误差和铰链点位置误差与并联机床动平台位姿误差的关系。铰链点位置误差可以通过调整杆长... 为了解决并联机床位姿误差补偿这一难题,以六自由度并联机床为研究对象,基于并联机床的运动学逆解建立了位姿误差模型,得到了并联机床驱动杆杆长误差和铰链点位置误差与并联机床动平台位姿误差的关系。铰链点位置误差可以通过调整杆长来弥补,由于驱动杆杆长误差难以测量,所以基于BP神经网络设计了一种改进的修正系统输入法对并联机床动平台的位姿误差进行补偿。仿真结果表明,经过补偿后的位姿误差明显小于补偿前的位姿误差,验证了并联机床位姿误差分析与补偿方法的可靠性。 展开更多

关键词 并联机床 误差分析 BP神经网络 修正系统输入法 补偿

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刀具材料及角度对7075-T6铝合金切削力的影响仿真

3

作者 彭宝营 许冬 王鹏家 《工具技术》 北大核心 2023年第12期131-134,共4页

为了提高7075-T6铝合金的切削效率,采用单因素试验法基于ABAQUS软件分析不同刀具材料及刀具几何参数对切削力的影响。试验结果表明:使用YG8刀具切削加工7075-T6铝合金时受到的切削力最小;随着刀具前角的不断增大,切削力显著降低;随着刀... 为了提高7075-T6铝合金的切削效率,采用单因素试验法基于ABAQUS软件分析不同刀具材料及刀具几何参数对切削力的影响。试验结果表明:使用YG8刀具切削加工7075-T6铝合金时受到的切削力最小;随着刀具前角的不断增大,切削力显著降低;随着刀具后角的不断增大,水平切削力的下降相对较缓,但垂直切削力显著降低。 展开更多

关键词 切削力 铝合金 刀具材料 刀具角度

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机械控制工程课程思政元素的挖掘

4

作者 陈秀梅 黄民 +2 位作者 彭宝营 刘忠和 许博 《中国教育技术装备》 2023年第10期77-80,共4页

为了激发当代大学生的家国情怀,进行工科专业的专业课程思政建设,实现知识内容的无缝衔接,以机械控制工程课程为例进行探讨。通过对课程的知识内容重新梳理,辅以在任务驱动下的实践教学活动的达成方法,对课程思政元素进行挖掘,旨在实现... 为了激发当代大学生的家国情怀,进行工科专业的专业课程思政建设,实现知识内容的无缝衔接,以机械控制工程课程为例进行探讨。通过对课程的知识内容重新梳理,辅以在任务驱动下的实践教学活动的达成方法,对课程思政元素进行挖掘,旨在实现课堂教学全方位、全过程、全员立体化育人。 展开更多

关键词 机械控制工程 课程思政 思政元素

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基于麻雀算法优化的最小二乘支持向量机Ti_(2)AlNb切削力预测研究 被引量：1

5

作者 尹晓珊 钟建琳 +1 位作者 彭宝营 王鹏家 《工具技术》 北大核心 2023年第10期63-68,共6页

为研究Ti_(2)AlNb金属化合物加工过程中切削力的大小,设计正交切削试验,利用ABAQUS软件进行二维模型切削加工仿真,分析切削参数对切削力的影响规律及影响程度,在此基础上采用麻雀寻优算法(SSA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)并建立切削... 为研究Ti_(2)AlNb金属化合物加工过程中切削力的大小,设计正交切削试验,利用ABAQUS软件进行二维模型切削加工仿真,分析切削参数对切削力的影响规律及影响程度,在此基础上采用麻雀寻优算法(SSA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)并建立切削力预测模型。研究发现,切削力与切削速度、切削深度呈正相关,与刀具前角呈负相关;对比BP模型与LSSVM模型,SSA-LSSVM预测模型更优,切削力最大残差值分别降低了78.7%,77.9%,残差平均值分别降低了78.9%,65.1%。该研究为Ti_(2)AlNb基合金加工性能的研究和切削力预测建模提供了新思路。 展开更多

关键词 切削参数 切削力预测 SSA-LSSVM预测模型

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基于QFD与绿色特征的机床产品性能优化决策研究

6

作者 王鹏家 彭宝营 +2 位作者 李方振 吴伟 刘永贤 《机床与液压》 北大核心 2023年第1期76-80,共5页

为在固定投入资金及设计周期下,设计出满足主要功能及技术性能,具有绿色特征,同时又能达到最大客户满意度的机床产品,基于对机床产品全生命周期技术及绿色需求的获取以及分析,利用质量屋构建产品设计规划模型,实现需求与特征之间的映射... 为在固定投入资金及设计周期下,设计出满足主要功能及技术性能,具有绿色特征,同时又能达到最大客户满意度的机床产品,基于对机床产品全生命周期技术及绿色需求的获取以及分析,利用质量屋构建产品设计规划模型,实现需求与特征之间的映射。采用层次分析法实现定性与定量需求间的决策及需求权重的确定,建立绿色机床产品性能优化决策模型,并在此方法的基础上利用MATLAB GUI开发相应的优化决策系统。以某数控车床产品为实例,其结果体现了所提方法的快捷性、有效性及实用性。 展开更多

关键词 质量功能展开 绿色特征 优化决策模型 机床

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自由活塞膨胀机-直线发电机流体仿真与运动分析

7

作者 张凯 彭宝营 +1 位作者 王鹏家 童亮 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2023年第12期40-46,共7页

为提高自由活塞膨胀机-直线发电机装置的集成度,使用计算流体力学方法,运用动网格技术,分析了气缸内气体的运动情况和活塞的运动特性,并利用正交试验分析了气缸结构参数对活塞运动特性的影响程度。结果表明:气体流经进、排气通口处,气... 为提高自由活塞膨胀机-直线发电机装置的集成度,使用计算流体力学方法,运用动网格技术,分析了气缸内气体的运动情况和活塞的运动特性,并利用正交试验分析了气缸结构参数对活塞运动特性的影响程度。结果表明:气体流经进、排气通口处,气体压力和流速的变化较为明显;气缸通口孔径对活塞速度、位移的影响最大;进气时间、活塞质量、气缸直径对活塞的位移、速度也存在不同程度的影响。 展开更多

关键词 自由活塞膨胀机-直线发电机 气缸 流体仿真 运动特性

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高速电主轴热-结构耦合及选材分析

8

作者 问梦飞 钟建琳 +2 位作者 彭宝营 王鹏家 王增新 《机床与液压》 北大核心 2023年第4期158-163,共6页

高速电主轴热变形问题一直是影响加工精度的重要因素。为降低电主轴的温升和轴向热伸长量,对某电主轴的热源及热边界条件进行分析,利用ANSYS Workbench软件进行热-结构耦合仿真,得到电主轴温度场和热结构耦合场;搭建实验台测试电主轴系... 高速电主轴热变形问题一直是影响加工精度的重要因素。为降低电主轴的温升和轴向热伸长量,对某电主轴的热源及热边界条件进行分析,利用ANSYS Workbench软件进行热-结构耦合仿真,得到电主轴温度场和热结构耦合场;搭建实验台测试电主轴系统的温度场和轴向热伸长,验证有限元模型建立的正确性。最后选用38CrMoAl、ZrO_(2)、Si_(3)N_(4)、玻璃陶瓷作为主轴材料进行热-结构耦合对比分析。结果表明:陶瓷材料在热态性能方面优于钢材,玻璃陶瓷材料热态性能最好。 展开更多

关键词 高速电主轴 热变形 热-结构耦合 陶瓷材料

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Stewart载物平台位姿误差估计模型

9

作者 林皓纯 陈秀梅 +1 位作者 彭宝营 王鹏家 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2023年第4期67-72,共6页

提出了一种通过单目结构光相机测量Stewart载物平台位姿的方法,搭建了位姿误差测量试验台,对Stewart载物平台位姿误差进行了测量。建立了一种使用多元宇宙优化算法(multi-verse optimizer,MVO)优化反向传播(back propagation,BP)神经网... 提出了一种通过单目结构光相机测量Stewart载物平台位姿的方法,搭建了位姿误差测量试验台,对Stewart载物平台位姿误差进行了测量。建立了一种使用多元宇宙优化算法(multi-verse optimizer,MVO)优化反向传播(back propagation,BP)神经网络的Stewart载物平台误差估计模型,并利用测量得到的误差数据对模型进行了训练。通过测试数据对误差估计模型的有效性进行了验证。实验结果表明,模型可以更好地估计沿z轴方向的位移误差以及绕x轴和绕y轴的旋转误差,为Stewart平台的位姿测量研究提供了一种新方法。 展开更多

关键词 结构光相机 位姿误差 误差估计模型 多元宇宙优化算法 反向传播神经网络

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基于虚拟材料法的六自由度并联机床静刚度研究

10

作者 罗辉 彭宝营 +1 位作者 王鹏家 朱昱硕 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2023年第1期76-81,共6页

六自由度并联机床运动学模型比较复杂,并且由于零件结合面之间存在间隙、粗糙度、受力情况等不确定性因素,其刚度难以采用数学方法直接计算。针对这一难题,采用了一种结合实验、虚拟材料法、有限元分析的研究方法,建立了等效且简化的有... 六自由度并联机床运动学模型比较复杂,并且由于零件结合面之间存在间隙、粗糙度、受力情况等不确定性因素,其刚度难以采用数学方法直接计算。针对这一难题,采用了一种结合实验、虚拟材料法、有限元分析的研究方法,建立了等效且简化的有限元模型,能够准确计算机床在不同位姿下的静刚度,得到了机床工作空间内的刚度变化规律。结果表明,机床活动平台由中心向外水平移动时Z向刚度下降较快,垂直向下移动时X、Y向刚度下降较快,而平台转动时刚度呈现较复杂的变化情况,这一分析为并联机床的结构改进及切削工艺优化提供了理论基础。 展开更多

关键词 六自由度 并联机床 刚度 虚拟材料 有限元分析

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Ti_(2)AlNb基合金切削力有限元仿真

11

作者 尹晓珊 钟建琳 +1 位作者 彭宝营 王鹏家 《工具技术》 北大核心 2023年第4期65-69,共5页

为研究新型材料Ti_(2)AlNb基合金的加工性能,采用ABAQUS/Explicit建立二维正交模型模拟切削加工过程。通过单因素试验和正交试验,研究切削速度、切削深度和刀具前角对Ti_(2)AlNb基合金切削过程中切削力的影响规律。结果表明,切削力与切... 为研究新型材料Ti_(2)AlNb基合金的加工性能,采用ABAQUS/Explicit建立二维正交模型模拟切削加工过程。通过单因素试验和正交试验,研究切削速度、切削深度和刀具前角对Ti_(2)AlNb基合金切削过程中切削力的影响规律。结果表明,切削力与切削速度、切削深度呈正相关,与刀具前角呈负相关。同时,分析得到各切削要素对其影响程度及最优切削参数组合,为研究Ti_(2)AlNb基合金切削性能提供了思路。 展开更多

关键词 Ti_(2)AlNb基合金 ABAQUS 切削参数 切削力

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不同工艺参数对AlCoCrFeNi高熵合金铣削性能的仿真影响分析

12

作者 彭宝营 许冬 +1 位作者 王鹏家 寇明虎 《工具技术》 北大核心 2023年第11期103-106,共4页

为研究AlCoCrFeNi高熵合金的铣削性能,利用有限元技术结合单因素仿真试验进行研究,分析不同主轴转速、铣削深度以及进给速度对AlCoCrFeNi高熵合金加工过程的主铣削力、切削区域切屑、刀具最高温度以及切削区最大等效应力的影响。试验结... 为研究AlCoCrFeNi高熵合金的铣削性能,利用有限元技术结合单因素仿真试验进行研究,分析不同主轴转速、铣削深度以及进给速度对AlCoCrFeNi高熵合金加工过程的主铣削力、切削区域切屑、刀具最高温度以及切削区最大等效应力的影响。试验结果表明:铣削深度对AlCoCrFeNi高熵合金加工的主铣削力以及最大有效应力影响较小;进给速度对AlCoCrFeNi高熵合金加工的切削区域切屑和刀具的最高温度影响较小。因此,有必要对AlCoCrFeNi高熵合金机械加工方面进行理论研究。 展开更多

关键词 高熵合金 AlCoCrFeNi 铣削仿真 工艺参数

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基于GA-BP算法永磁力矩电机偏心载荷转子位置误差预测研究 被引量：4

13

作者 于嘉龙 彭宝营 +2 位作者 侯明鹏 杨庆东 耿冬冬 《机床与液压》 北大核心 2020年第10期12-17,共6页

针对永磁交流力矩电机转子受载荷之后会引起转子位置偏心误差加大问题,提出一种基于遗传算法(GA)优化BP神经网络永磁力矩电机转子偏心载荷位置误差预测模型的方法。通过测量各种情况下永磁力矩电机在运转过程中的位置变化情况,利用遗传... 针对永磁交流力矩电机转子受载荷之后会引起转子位置偏心误差加大问题,提出一种基于遗传算法(GA)优化BP神经网络永磁力矩电机转子偏心载荷位置误差预测模型的方法。通过测量各种情况下永磁力矩电机在运转过程中的位置变化情况,利用遗传算法优化BP神经网络算法建立预测模型。该模型采用实验台运行的正弦轨迹数据为训练样本,三角波轨迹数据为测试样本。选取各种情形的正弦波轨迹数据和三角波轨迹数据进行仿真预测和验证。以各种情况的正弦波信号的指令位置、指令速度和电流作为模型的输入,以三角波信号的位置误差作为输出。结果表明,GA优化BP神经网络建立的预测模型优于优化之前的预测模型。 展开更多

关键词 永磁交流力矩电机 转子偏心 遗传算法 BP神经网络

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永磁同步直线电机位置误差迭代学习补偿控制研究 被引量：4

14

作者 于嘉龙 彭宝营 +1 位作者 侯明鹏 杨庆东 《机床与液压》 北大核心 2020年第19期21-26,共6页

永磁同步直线电机在执行具有重复特性的跟踪控制任务时,系统的位置误差也会出现周期性变化。针对这一问题,提出一种基于离线迭代学习补偿优化直线电机位置输入信号的控制策略。通过离线迭代学习,对直线电机系统的干扰进行迭代学习控制... 永磁同步直线电机在执行具有重复特性的跟踪控制任务时,系统的位置误差也会出现周期性变化。针对这一问题,提出一种基于离线迭代学习补偿优化直线电机位置输入信号的控制策略。通过离线迭代学习,对直线电机系统的干扰进行迭代学习控制。对凸轮轴轨迹和正弦曲线轨迹进行迭代学习,实现对永磁直线电机运动轨迹的跟踪控制,减小直线电机的跟踪误差。实验结果表明:通过离线迭代学习控制产生的位置输入信号跟随误差较小,能很好地消除由于跟踪滞后造成的位置误差。 展开更多

关键词 直线电机 迭代学习 位置误差 跟踪控制

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多变量电主轴热误差预测模型与补偿实验研究 被引量：1

15

作者 问梦飞 钟建琳 +3 位作者 彭宝营 王鹏家 王增新 刘增明 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第9期102-106,共5页

为解决加工中心电主轴的热误差补偿问题,建立适用性更强的电主轴热误差预测模型,实验测试了不同转速下加工中心电主轴的温升和热伸长,建立了基于指数函数的电机温升、主轴转速及时间的三变量轴向热误差预测模型。随后取两种转速进行实验... 为解决加工中心电主轴的热误差补偿问题,建立适用性更强的电主轴热误差预测模型,实验测试了不同转速下加工中心电主轴的温升和热伸长,建立了基于指数函数的电机温升、主轴转速及时间的三变量轴向热误差预测模型。随后取两种转速进行实验,对补偿效果进行了验证;并与主轴转速、时间双变量热误差预测模型进行了对比。结果表明,三变量模型补偿效果优于双变量模型,为加工中心电主轴热误差补偿并实用化提供了新的思路。 展开更多

关键词 热误差预测模型 指数函数 加工中心电主轴 对比实验

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基于WOA-SVR的电主轴热误差优化建模 被引量：1

16

作者 问梦飞 钟建琳 +2 位作者 彭宝营 王鹏家 王增新 《机床与液压》 北大核心 2022年第22期38-42,共5页

为建立更加准确的电主轴热误差预测模型,以某台电主轴为实验对象,测得10 000 r/min转速时的温升和热伸长数据。利用模糊聚类结合灰色关联度分析(FCM-GRA)理论,优化温度测点。采用鲸鱼优化算法(WOA)和支持向量回归(SVR)相结合的方法,建... 为建立更加准确的电主轴热误差预测模型,以某台电主轴为实验对象,测得10 000 r/min转速时的温升和热伸长数据。利用模糊聚类结合灰色关联度分析(FCM-GRA)理论,优化温度测点。采用鲸鱼优化算法(WOA)和支持向量回归(SVR)相结合的方法,建立电主轴的热误差预测模型。对比多元线性回归、SVR和WOA-SVR预测模型预测效果。结果表明:鲸鱼算法优化后的支持向量回归预测模型可以更有效预测电主轴的热误差,将拟合误差最大值降低到3.72μm,均方根误差降低至1.33μm,验证了所提方法的可行性。 展开更多

关键词 鲸鱼优化算法 模糊聚类结合灰色关联度分析 热误差预测模型 支持向量回归

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基于UG的MAC-BCHT150五轴联动数控机床的后处理开发 被引量：5

17

作者 贺绍亚 彭宝营 +1 位作者 李顿 王增新 《煤矿机械》 2021年第11期194-196,共3页

为了创建符合机床自身要求的后置处理器,以MAC-BCHT150五轴联动数控机床为研究对象,详细介绍了基于UG软件的符合该机床要求的后置处理器开发过程。以S件加工为例,验证了经过后置处理器处理的NC代码的正确性和可行性。

关键词 后处理 五轴数控加工 UG软件

原文传递

五轴联动加工速度前瞻时变周期规划 被引量：1

18

作者 曹宇钊 彭宝营 王增新 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2021年第5期45-50,共6页

五轴联动加工过程中,由于运动学正逆解的存在,实际运动位置与时间不匹配,导致线性轴速度和加速度超过最大限定值,影响机床加工稳定性和加工精度。推导了B-C摆头转台五轴联动旋转刀具中心点(rotational tool conter point,RTCP)加工运动... 五轴联动加工过程中,由于运动学正逆解的存在,实际运动位置与时间不匹配,导致线性轴速度和加速度超过最大限定值,影响机床加工稳定性和加工精度。推导了B-C摆头转台五轴联动旋转刀具中心点(rotational tool conter point,RTCP)加工运动学逆解模型,并提出了五轴联动矢量速度、加速度的计算方法。根据弓高误差速度约束和向心加速度约束,计算了速度的最大限定值,以最大限定值为判定依据,提出了时变进给周期的理论方法,并建立了前瞻时变周期的理论模型。仿真实验结果表明,所设计的时变进给周期模型是限制加工过程中加速度超限的有效方法。 展开更多

关键词 五轴联动加工 旋转刀具中心点 时变周期

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数字化铸造砂型五轴联动成形控制技术研究 被引量：2

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作者 彭宝营 单忠德 +2 位作者 刘丰 侯明鹏 戴文强 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期2321-2330,共10页

数字化无模铸造具有污染少、周期短、成本低等优势,越来越多的复杂薄壁铸件铸造砂型采用五轴联动高速成形。推导了B-C双摆头结构五轴联动旋转刀具中心(RTCP)砂型成形运动学模型。分析了五轴联动矢量速度计算方法及速度波动机理,根据各... 数字化无模铸造具有污染少、周期短、成本低等优势,越来越多的复杂薄壁铸件铸造砂型采用五轴联动高速成形。推导了B-C双摆头结构五轴联动旋转刀具中心(RTCP)砂型成形运动学模型。分析了五轴联动矢量速度计算方法及速度波动机理,根据各轴速度与位置变化率比值的约束关系,提出了通过单轴速度前瞻控制实现五轴联动高速加工整体速度控制方法,并给出了前瞻阈值的计算方法。基于开放式控制系统,开发了五轴联动旋转刀具中心正逆解程序,并进行了叶轮砂型五轴加工及Z轴前瞻控制实验。结果表明,所设计的旋转刀具中心正逆解及提出的单轴前瞻控制策略是砂型五轴联动高速成形的有效控制方法。 展开更多

关键词 铸造砂型 五轴联动 旋转刀具中心 高速成形 前瞻阈值

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五轴加工中心空间位置精度衰退分析

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作者 张银虎 杨庆东 +2 位作者 彭宝营 王鹏家 王增新 《机床与液压》 北大核心 2022年第10期70-76,共7页

对五轴加工中心的精度保持性提出精准的数学模型;在此基础上,创建基于刚体动力学的加工中心空间位置精度保持性模型,以评价加工中心精度保持能力。探讨加工中心精度与各种误差之间的关系。以B-C五轴加工中心为例进行分析,对相关关键指... 对五轴加工中心的精度保持性提出精准的数学模型;在此基础上,创建基于刚体动力学的加工中心空间位置精度保持性模型,以评价加工中心精度保持能力。探讨加工中心精度与各种误差之间的关系。以B-C五轴加工中心为例进行分析,对相关关键指标进行743天跟踪,找出各项精度指标与加工中心空间坐标的对应关系,辨识关键误差源;找出加工中心的精度保持性随时间变化的规律;完成加工中心精度保持性的定量评估,验证所提出的方法和实验模型的正确性。结果表明:位置精度是影响各轴精度保持性的主要因素;所提方法实现了关键性误差溯源。 展开更多

关键词 五轴加工中心 空间位置精度 精度保持性 敏感度分析

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