开题报告范例 企业成本管理开题报告精编5篇

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机械论文开题报告1

院(系)名称：机电工程系

专业名称：机电一体化

年级：09机电三班

学生姓名：夏__

学号：______

指导教师姓名：袁__

设计题目：电梯控制系统的PLC原理图及梯形图设计

电梯的国内外研究动向及意义

从1887年美国奥的斯公司制造出世界上第一台电梯，到中国ZUI早的一部电梯在上海出现，电梯行业在中国迅速发展，由此电梯变成了高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯也提出了更高的要求。

随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。然而，人们的追求并没有就此停止下来，仍在不断地进行研究改进。21世纪开始国际开始强调“绿色”，绿色和平，绿色天然，绿色和谐。电梯是载人的机电设备，要实现绿色，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。

目前意义上的“绿色”，一般是强调“天然”的一面，强调与环境的协调与和谐。电梯属于纯粹的工业产品，其天然性应表现为对环境影响的尽可能小，与环境的协调与平衡，以及电梯本身的人性化。这也应是绿色电梯的发展方向。

(1)智能化。我们这所说的智能化电梯是传统的人工智能是无法胜任的。传统的智能控制是一种技术的事先安排，说到底是一种程序控制，是一种周期性的系统自动控制，实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点，不仅具有传统的人工智能的所有优点，而且还有传统的人工智能无法比拟的东西，具有动念和随机处理各种问题的能力，诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息，自动地制定每次的运动速度和停车政策；自动选择运动方面；双向语音交流；到达目的层的语音提示等，让乘客有更多的主动性，使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能，让电梯自己能够检测到电梯的故障所在，并及时报警予以排除。

(2)安全。运行安全是电梯的根本和关键。可以说，电梯的全部其他工作都是 运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射，使用安全材料和运行稳定，而且要有一种良好的视觉效果，让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时，电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时，不但要使乘客容易与外界沟通联系，而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐，彻底消除产生紧张不安的情绪。当小孩和老人乘坐时，电梯对他们应给予一种如同家人般的照顾，不但让老人和孩子感到方便和舒适，而且更让其家人感到放心。电梯运行安全还要求电梯有自动休眠功能，使电梯在保证运行效率的同时，使电梯能限度地得到休眠。

(3)与环境的协调和平衡，包括以下几个方面：

①视觉协调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发展：视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。色彩宜人，格调高雅，制作精良的电梯，乘客自然会有一种安全的感觉，有一种视觉上的舒适。用料低廉，款式陈旧，色彩沉闷，甚至破破烂烂的电梯，乘客视觉协调无从谈起，乘坐电梯的第一感觉就是不安全。国内的许多电梯公司对此的重视是远远不够的，甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。

②消除电磁辐射。如前所述，由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶，所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰ZUI小，而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康，而且也可以保证大楼、大厦中的大楼的办公自动化、楼宇自动化、通讯自动化的正常运转。

③舒适感。通过采用高载频波矢量静音变频器，可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续变换方式，按人体生理适应要求，利用计算机优化设计而成的理想运行曲线，实现更稳定、更舒适的运行。

对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展，相信电梯行业会越来越贴近生活。

研究的主要内容及所解决的问题

目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。

电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。它已� 因此，研究plc技术更具有了战略性的意义。

Plc的研究内容及措施

对于电梯的控制，可选用继电-接触系统或可编程控制器来完成，但是二者有各自的特点：

a:继电-接触系统：它的优点是线路直观，大部分电器均为常用电器，更换方便，价格较便宜。但是他触点繁多，线路复杂，电器的电磁机构及触点动作较慢，能耗高，机械动作噪音大，而且可靠性差。

b:PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。它使用了梯形图和可编程指令，易于掌握。总之，PLC取代继电-接触系统已�

基于上述原因，我选择用可编程控制器来完成对电梯的控制。

设计的内容与要求：

概述：

随着时代的发展，工业自动化程度的不断提高，PLC行业已经在工业市场上占有一大片领地。在此次设计中，我将利用PLC来实现对电梯的控制。其中包括对PLC硬件的设计，软件设计，驻点路的设计，控制柜的设计，以及电梯惦记和其他设备的选择，还有原理分析等。相信此次设计后，我对电梯的实际运行能有初步的了解。

控制要求：

1.电梯轿箱的控制要求：

a：选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。

b：选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。

c：楼层位置的指示：选用了数码管显示的方法。由于FX2N系列已有内部计数-译码驱动模块，所以只要外部加上LED七段显示管和电源就可以显示楼层了。

2.电梯门的控制要求：

要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过10秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯

3.补充要求：

除了上述两个要求以外，还要注意的一点就是备用电梯电机的使用，一但曳引电机出现故障，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引电机出故障而引发的不必要的麻烦。

机械论文开题报告2

题目：四开胶印机着墨机构三维设计

专业：印刷工程(设备)

班级：

学生学号：

学生姓名：

指导教师：

完成时间：g 年3月

一、毕业设计(论文)课题来源)

这次毕业设计的课题是根据自己的专业所长和自己的兴趣选定的，属于设计绘图类题目，在江祖勇老师的指导下进行，课题属于开发设计型。

二、选题的目的及意义

印刷工艺过程是借助印刷压力将涂布在印版上的油墨转移到印张上的过程。作为传递油墨和涂布油墨的着墨装置，无论对哪种印刷机都是不可缺少的重要组成部分。为了获得清晰的印品，油墨涂布要适量、均匀，没有性能良好、工作正常、结构合理的着墨装置，任何印刷机都不能印出令人满意的印品。

三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势

在早期的胶印机上不存在完整的供墨系统，由人工方式向版面提供和补充油墨，随着胶印机的不断改善，供墨系统从无到有，并发展到今天的自动化程度，成为胶印机上不可缺少的组成部分。目前的目标是在一些基本技术上取得突破，具体是：

控制方式的智能化，在高速胶印机上研发远程诊断功能。提供远程服务与工作流程，针对具体机器的故障点设计系统解决方案；

设备功能多元化，在大环境的变革下多元化、弹性化，且具有多种切换功能的包装印刷设备，才能不断满足市场的需求；

结构设计标准化、模块化，利用原有机型模块化设计，可在短时间内转换新机型；

机构运动高精度化，通过应用马达、编码器及数字控制(NC)、动力负载控制(PLC)等高精度控制器来完成，并适当做好产品延伸，朝高科技产品的方向进行研发；

无轴传动技术。用“电子齿轮”代替传统的机械齿轮，去掉传动轴，其优点在于避免由于传动轴的扭曲以及齿轮间隙对印刷机张力及套印造成的影响，可实现更高程度的同步运转，真正实现印刷机组模块化；

针对特殊应用的混合技术和通过连线生产增加附加值；为了适应上述发展，输墨机构也必须同步发展。输墨系统是技术上极其难于解决的复杂部分。

每一种胶印机的发展其主要内容是设计着墨系统，传墨系统能满足一下要求：在印刷纸张纵向与横向上获得高度均匀的油墨层快速的调节敏感性各个分色图像油墨层之间的分裂要小，也就是对分裂影响的低敏感性对油墨和湿润溶液的数量具有大范围的控制变量满足经济效益要求等。

四、本课题主要研究内容

1、毕业设计内容

根据印刷工艺原理及印刷机操作程序的要求，胶印机必须把油墨均匀地适量地传给印版表面，并根据需要进行离墨和着墨。为此本设计要求采用合适的机构来完成离墨动作，选择适当的着墨时间参数。

设计内容

(1)分析胶印机的着墨工作过程，选择合适的时间参数；

(2)选择合适的驱动机构；

(3)根据结构选择合理的结构参数；

(4)设计着墨详细结构；

2、主要参数

印刷速度：10000/小时；

纸张尺寸(mm)：750x520;

ZUI小纸张尺寸(mm)：285x200。

五、完成论文的条件和拟采用的研究手段(途径)

1、通过搜索相关的中外文资料，了解着墨机构的现状及其发展趋势，撰写综述；阅读并翻译外文资料，并借助查阅相关的专业文献完成开题报告。

2、通过在自主学习并在指导老师的指点和引导下，形成自己的设计思想，确定设计方案，完成设计计算，绘制三维机构，并完成着墨机构的电子图稿。

六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标：

第1—5周：调研、收集资料，择写综述，阅读、翻译外文资料，对着墨机构动作分析，确定着墨、离墨时间，对结构类型进行分析，选择合适机构，并确定合适的参数时间，设计计算，完成开题报告。

第6—7周：设计结构，校核。

第8—12周：绘制三维机构。

第13周：在计算机上对所有设计机构进行修改和调整。

第14周：根据三维图绘制工程图。

第15周：编写设计说明书。

第16周：编写设计说明书，编写PowerPoint电子课件。

第17周：编写PowerPoint电子课件，总结、答辩。

七、指导教师意见

对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测：

指导教师：

八、所在专业审查意见

负责人：

企业成本管理开题报告3

一、国外研究现状

在物流发展的同时，西方发达国家的物流成本控制研究经历了：了解物流成本实际状况、物流成本实际核算、物流成本管理、物流收益评估、物流盈亏分析等五个阶段。虽然很多物流企业开始分析其物流体系，但大多数情况下这种分析是根据经验和直觉进行的，分析过程中很少使用分析模型或工具。虽然西方学术界开发了许多有效的分析模型、工具和决策支持系统，论述这些工具、模型和决策支持系统的著作也很少，但是工业界还未真正了解和应用这些技术，因而目前部分企业物流成本控制达到第四个阶段，而多数企业的物流成本控制还都处于第三阶段，还没有达到第四、第五阶段。虽然现在对物流成本构成有了更加全面的理解，但是由于许多会计核算方法不健全成为解决物流成本的障碍，现在对物流过程进行有效的成本管理控制仍然存在困难。

二、国内研究现状

我国现代物流经过数十年的发展，已经迎来了物流业的春天。近十年来国家经济持续稳定的高速增长、电子商务的兴起、加入世贸组织等等，为我国物流业激起一个又一个的浪潮。目前由于政策环境与经济环境的改善，企业改革日益深化，为物流企业发展建立了良好的宏观环境与微观基础，物流事业的发展形势越来越好。

然而对于物流成本控制而言，我国企业的物流成本控制大多还处于了解物流成本实际状况的阶段，即对物流活动的重要性认知的阶段，只有少部分企业达到了物流成本核算，即了解并解决物流活动中存在问题的阶段(但核算水平很低，了解和解决问题的层次也不深)，物流部门远远落后于生产部门，物流成本管理也远远落后于生产管理。对物流成本核算的相关理论和实务探讨非常薄弱，对物流成本的计算没有明确规定，对物流成本的计算方法的研究大多是基于日本的。

三、选题背景与意义

随着人们物流管理意识的增强，降低物流成本已� 无论采取什么样的物流技术与管理模式，最终的目的都不在与这种模式与技术本身，而是要通过物流系统的整体优化，在保证一定的物流服务水平的前提下实现物流成本的降低。可以说，整个物流技术和物流管理的发展过程就是不断追求物流成本降低的过程。

同时伴随着新经济时代的到来，经济全球化、市场一体化的趋势日益加强，企业面对变化无常、竞争激烈的市场环境以及顾客需求多样化、个性化消费水平的不断提高，其传统的、机械的采购、生产、物流模式己经难以适应市场的需要。企业必须快速把握市场的真实需求，缩短产品的开发周期、采购供应周期、生产加工周期、流通配送周期，全面降低企业作业链过程的成本，才能提高企业的生存能力和竞争能力。在传统的企业成本管理模式下，企业往往过于强调通过产量的扩大来降低单位产品所分摊的固定成本，通过采用廉价劳动力和原材料等措施降低企业的生产成本，从而获得预期的利润。但是，随着企业间的竞争越来越激烈，单纯通过扩大产量来形成规模经济而不考虑市场对产品接受程度和竞争对手的策略的做法，己经被证明是行不通的，通过改进产品的设计和控制生产过程中的浪费来降低成本的手段所能起的作用和降低成本的空间也越来越小。因此，人们意识到，为保持企业的生存能力和竞争能力，必须为企业寻找新的利润源泉。

通过多年的研究，发现在企业物资的流动过程中所发生的成本并不会增加顾客的价值，并且企业物流活动所发生的成本占企业总成本的`比例较大。由此引发了学术界对企业物流的研究，同时，实务界也在积极地研究如何规划和实施本企业的物流战略。另一方面，各国政府为搞活本国的经济，通过“大流通促进大生产”，希望对本国基础建设的投资来带动国家的经济发展，也迫切需要研究如何发展物流战略。通过几十年研究的积累，物流学界对企业物流成本管理的认识，形成了“第三利润源”、“物流冰山”、“效益背反”等理论。国内企业一般没有单独对物流成本进行核算，往往都是和企业其它成本一同核算，没有单独设立核算项目。即使有些企业将物流成本划分出来进行单独核算也往往应用比较传统的分步法或品种法等，导致物流成本核算的严重失真。

对于恩希爱这个外资企业，虽然在日本的市场已经完全打开，但对于中国这个陌生市场，要打开这个市场就必须降低成本，提高竞争力。由于长期以来企业重生产和销售，轻流通，导致企业的物流成本偏高。目前，我国生产企业生产中直接劳动成本占总成本的比重不到10%，而物流费用达到了40%。在当今激烈的市场竞争下，物流成本的降低比销售额的提高更容易。这意味着在激烈的竞争中谁降低了物流费用，谁就降低了成本，谁就会在竞争中取胜。

从分析物流成本入手，进行物流成本管理，改善企业物流，具有重要的意义。物流成本计算是物流成本管理的基础，但在我国现行的会计制度下，难以按照物流成本的内涵完整地计算出物流成本，而且按照传统成本法分摊出来的物流成本，也不能满足物流管理的需要。这种状况不仅打击企业进行物流成本计算的积极性，更重要的是由于缺乏物流成本这一基础数据，影响了企业物流管理、物流系统再造等决策的科学性和正确性，从而制约了企业物流管理水平的提高和企业竞争力的加强。

因此，开展企业物流成本计算研究，确定其成本构成，可以有效地降低企业成本，提高资金利用率和提升企业竞争力。

四、研究目的与内容

传统的物流成本核算方法或是以一定比例和标准从总成本中抽取，或只是部分的记录、核算物流成本，无法准确的计算企业物流真实成本。本文在借鉴、分析现有物流成本及其计算的相关理论基础上，对我国企业物流成本的构成进行深入剖析，并在揭示我国企业物流成本核算的现状和存在的主要问题后，试图在不改变现行财务制度的条件下，为企业提供适合自己的物流成本核算方法，以便激励企业进行物流成本核算，实施物流成本管理，从而提升自身的竞争力。

本文主要从以下几个方面对其进行研究：

（1）物流成本的概念、企业物流成本的影响因素与特征和我国企业物流成本核算的现状；

（2）企业物流成本分类及物流成本的构成和物流成本的核算范围；

（3）物流成本核算的方法和几种方法之间的差异和比较；

（4）用会计和统计相结合的方法对恩希爱有限公司的物流成本分析。

五、参考文献

机械论文开题报告4

课题名称： 理论力学创新应用ZME型多功能实验台单自由度振动系统的测试

一、选题的目的及意义：

科学和经济的发展，人才聘用的市场化，都对毕业生的实际能力提出了很高的要求。培养和训练毕业生的应用所学知识的能力、分析及解决问题的能力、实践动手能力和创新能力，是课题研究的基本目的。

机械振动是在日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象，也是整个力学中ZUI重要的研究领域之一。机械振动指机器或结构物在平衡位置附近所做的“往复运动”。在工程中，存在着很多振动现象。如飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等。机械振动降低了机器的动态精度和性能，机械振动会使机器产生交变载荷，这将导致机器使用寿命的降低甚至酿成灾难事故。共振现象是工程中需要研究的重要课题，在共振区内振动都很强烈，会导致机器或结构过大变形，造成破坏。因此有效地进行振动隔离或减振设计，消除和抑制振动的消极影响，是机械振动的一个主要研究方向之一。研究机械振动的意义体现在发展振动理论、防范有害振动和利用有益振动等方面。

机械工业的技术水平和现代化程度极大地影响整个国民经济的技术水平。现代化的工业、农业、交通等各个领域的发展要求设计出性能更好的机械设备，由此导致机械振动力学的发展和研究。研究机械振动学的理论与方法，解释机械结构系统中各种复杂运动现象，实现大型复杂装备振动与噪声的有效控制，充分利用振动现象，是提升机械装备性能的重要手段，而机械振动系统测试是研究机械振动的重要手段。

机械振动测试是研究和解决工程技术中许多动力学问题必不可少的手段，可以用来求解机械结构的动力学参数：阻尼、固有频率等。其目的：一是寻找振源，减少或消除被测量设备和结构所存在的振动；二是测定结构或系统的动态特性以便改进结构设计，提高抗震能力。

研究机械振动是防范有害振动的迫切要求。工程中有大量的振动问题需要人们研究、分析和处理，特别是现代机械产品向着高速化、精密化、轻型化、微型化和大型化等方向发展，使得振动问题更加突出，对防范振动提出了更高的要求。在高速化的机械产品设计中，为了满足高速化机械产品的设计质量，动力学分析方法从动态静力分析发展到动力分析和弹性动力分析。例如，汽车的高速化推动了对整车振动和传动系统振动与噪声的研究等。在精密加工领域，机械振动是影响加工质量和表面质量的主要因素之一，严重时会影响系统的稳定性。

研究机械振动是振动利用工程的迫切要求。在许多行业，振动机器和仪器已经用来完成各种不同的工艺过程，如成形、筛分、整形、诊断等。电话机、谐振器、各部门使用的各种类型的振动机、医疗设备中的核磁共振、振动诊断技术等都是对振动原理的实际有利应用。对这些振动现象进行研究，找出其内在规律，并进行有效的利用，则会对社会产生重大的社会效益与经济效益。目前振动利用工程学科取得了一系列研究成果，但仍然需要发展和开拓新的领域。

对机械振动的研究不仅有利于改善人们的生活环境和水平，也有助于提高机械设备的使用寿命，提高生产效率。正因如此，机械振动系统测试实验在生产和科研等多方面都有着十分重要的作用。为了控制振动，将振动给人们带来的危害降至ZUI低，就需要我们了解振动的特性和规律，对振动进行测试和研究。

许多工程实际振动系统够可简化为单自由度振动系统来研究，它是研究复杂振动系统的基础。进行单自由度振动系统测试研究的ZUI终目的就是通过其来研究复杂振动，进行机械或结构的振动分析和振动设计，来控制振动的危害，利用有益的振动，合理利用机械振动特性，创造性地设计动力机械，造福人类，也是为以后的进一步学习研究机械力学奠定良好的基础。因此，研究单自由度振动系统振动具有很大的现实意义和应用前景。

二、国内外机械振动理论的进展概况

(I) 机械振动概述：在机械动力学领域，机械振动理论是一个重要的研究方向，许多研究人员己经进行了大量卓有成效的研究，并有许多成熟的理论技术己经应用到实际中，出现了大量的优秀的振动产品及技术成果。如机械表、光导纤维通信技术、医用CT、振动诊断技术、振动输送机、 振动筛、激振器及振动控制技术等。这些产品及技术主要应用于机械制造、地质、能源化工、核工业、土木建筑、海洋、航空航天、交通运输以及其它领域和各个技术部门。

对机械振动的研究起始于17世纪60年代对钟摆微振动机理的探索。在随后的两个世纪中，梁和板等结构件的振动是力学界研究的热门。20世纪初，人们关心的机械振动问题主要集中在如何避免共振，因次，研究的重点是机械结构的固有频率和振型的确定。在第二次工业革命中，电动机、发电机和汽轮机的出现，高速转子引起的振动问题变得突出起来。20世纪60年代，线性振动基本理论已经建立起来。20世纪30年代，机械振动的研究开始由线性振动发展到非线性振动。20世纪下半叶，非线性振动理论得到飞速发展。到20世纪中叶，线性离散系统的基本理论已经建立起来。20世纪50年代以来，机械振动的研究从规则的振动发展到用概率和统计的方法才能描述其规律的随机振动。

在ZUI近一个时期，科技工作者对许多非线性振动问题进行了深入研究，在定量研究或定性研究方面都提出了一些新的研究方法。特别是在近30年来，对混沌运动现象的揭示及对其展开的研究工作，被认为是当今科学领域的重大发现和重要成就之一。此外，随着自动控制理论和电子计算机技术的发展，也为多自由度系统的计算和非线性振动系统的研究提供了技术基础，许多非线性振动问题可以借助数值计算与数值模拟方法予以解决使得非线性振动问题的解法向前推动了一大步。振动理论和实验技术的发展，使振动分析成为机械设计中的一种重要工具。信号分析方法，尤其是快速傅立叶变换的出现成为现代振动测试、故障诊断技术的基础。现代的振动测试技术是20世纪70年代以后随着信号分析方法的出现而发展起来的。1988年，美国National Instruments公司提出了“软件即仪器”的概念，开启了虚拟仪器研究的先河。20世纪60-70年代专家系统出现，其首要目标就是用于基于振动检测的故障诊断。振动主动控制技术的研究始于20世纪50年代末期，80年代后已经进入蓬勃发展阶段，不仅取得了丰富的理论研究成果，而且成功应用于航天、土木及车辆结构的振动控制领域。

20世纪以来，迅猛发展的航空、航天、机械、车辆、船舶、土木、控制、通讯等工业，促使人们对机械、结构、电路中的振动现象进行深入研究。这使得线性时不变系统的振动理论形成了完整体系，非线性振动理论得到了很大发展，随机振动、流固耦合振动、振动与噪声控制、振动测量与系统建模、转子动力学、包装动力学等一批分支学科从无到有，形成了广大工程师可用来解决问题的振动学。

目前，线性振动理论的研究已经很成熟了，已经建立了完整的理论体系，为非线性振动，甚至是混沌的研究奠定了基础。非线性振动的研究工作已取得许多重要成果，并且已经解决了理论上和工程应用方面的诸多问题。但是还有很多问题还没有彻底解决。需要对其进行更深的研究。

国内振动研究概况：早在战国时期《庄子》就已经明确记载了共振现象。20世纪60年代初期，国内学者张阿舟同研究生联名发表《频率辨》论文，对单自由度粘性阻尼线性系统的各种特性频率：固有频率、自然频率、(位移)振幅共振频率和加速度振幅共振频率作了精辟的分析，从理论上澄清了它们各自的含义和特定的界限。

我国学者陈予恕院士是非线性动力学及其工程应用在中国发展的主要代表。他和加拿大学者在1988年提出了C-L方法可求出整个参数空间中的周期解。该方法的理论意义在于：统一了世界文献对非线性参数激励系统似乎矛盾的结果，建立起系统分岔解的拓扑结构和系统参数之间的全面联系，从而突破了非线性振动理论发展的瓶颈。

我国学者朱位秋院士在1998年撰写的专著是当代关于随机振动的代表性著作之一。他关于非线性随机振动的研究构成了一个非线性随机动力学与控制的Hamilton理论体系框架，为解决工程中一系列非线性随机动力学与控制的关键问题提供了一整套全新而有效的理论方法。张广军等通过双稳Duffing 振子的随机共振及其矩方程的分岔之间的关系研究了随机共振的机制。

1999年，我国学者刘世龄、张佑启、陈树辉和徐兆四人提出了“强非线性振动的增量谐波平衡法和推广的摄动方法”。谢建华等建立了两自由度含间隙振动系统对称周期碰撞运动的Poincare映射方程。张天侠等在同步振动系统耦合效应研究中导出了系统形成同步的耦合条件，给出了振动同步系统结构参数设计和选择的工程方法。

(II)单自由度振动系统：任何一个实际的振动系统都是无限复杂的，为了能对之进行分析，一定要加以简化，并在简化的基础上建立合适的力学模型。在简化模型中，振动体的位置或形状只需用一个独立坐标来描述的系�

单自由度系统是ZUI简单、ZUI基本的振动系统。其重要性，一方面在于在很多实际问题都可简化成一个单自由度系统，从而直接利用对这种系统的研究成果来解决问题；另一方面在于它具有一般振动系统的一些基本特性，是多自由度系统和连续系统乃至非线性系统振动理论和方法的基础。在理论分析中，利用它的直观、简单，可以把握振动系统的许多基本性质。

以弹簧一质量系统为力学模型，如图1所示，对研究单自由度系统的振动有着非常普遍的实际意义，因为工程上有许多问题通过简化，用单自由度系统的振动理论就能得到满意的结果。而同时对多自由度系统和连续系统的振动，在特殊坐标系中考察时，显示出与单自由度系统类似的性态。因此，揭示单自由度振动系统的规律、特�

1.单自由度系统的无阻尼自由振动：是以正弦或余弦函数或�

式(1)就是无阻尼自由振动的微分方程，是二阶常系数线性齐次方程。

系统周期： (2)

系统频率： (3)

系统固有频率： (4)

2.单自由度系统的有阻尼自由振动：在自由振动中，物块除受恢复力的作用外，还受到阻力的作用，振动过程中的阻力通称阻尼。产生阻尼的因素比较多，例如在流体介质中运动时，会产生介质的粘性阻尼(如空气阻尼、油的阻尼)等，总是有能量的散逸，系统不可能持续作等幅的自由振动，而是随着时间的推移振幅将不断减小。这种自由振动叫做有阻尼自由振动。有阻尼自由振动固有频率： 。有阻尼自由振动周期： ，阻尼自由振动的周期大于无阻尼自由振动的周期。

3.单自由度系统的受迫振动：在持续的外部激励作用下所产生的振动称为受迫振动。自由振动成分在阻尼作用下迅速衰减，振动的频率ZUI终取决于激励的频率。受迫振动包含瞬态振动和稳态振动，在振动开始一段时间内所出现的随时间变化的振动，称为瞬态振动。经过短暂时间后，瞬态振动消失。系统从外界不断地获得能量来补偿阻尼所耗散的能量，因而能够作持续的等幅振动，这种振动的频率与激励频率相同，称为稳态振动。

4.单自由度系统的自激振动：自激振动指在非线性振动中，系统只受其本身产生的激励所维持的振动。自激振动系统本身除具有振动元件外，还具有非振荡性的能源、调节环节和反馈环节。因此，不存在外界激励时它也能产生一种稳定的周期振动，维持自激振动的交变力是由运动本身产生的且由反馈和调节环节所控制。自激振动的频率基本上取决于系统的固有特性。自激振动与初始条件无关，其频率等于或接近于系统的固有频率。如飞机飞行过程中机翼的颤振、钟表摆的摆动和琴弦的振动都属于自激振动。

自激振动特征：

(1)振动过程中，存在能量的输入与耗散，因次其为非保守系统；

(2)能源恒定，能量的输入仅受运动状态，即振动系统的位移和速度的调节，因次其不含时间变量，为自治系统；

(3)振动的特征量，如频率和振幅，由系统的物理参数确定，与初始条件无关；

(4)自治的线性系统只能产生衰减自由振动，吴耗散时也只能产生振幅由初始条件确定的等幅自由振动，因次自振系统为非线性系统；

(5)自激振动的稳定性取决于能量的输入与耗散的相互关系。

机械振动主要研究内容及方向

1、机械振动研究的内容及方向

(1)确定系统的固有频率，预防共振的发生。随着机械设备性能的高速重载化和结构、材质的轻型化，导致现代机械的固有频率下降，而激励频率上升。因次，有可能使得机器的运转速度进入或接近机械的“共振区”，引发强烈的共振，从而破坏机械的正常运转状态，所以对高速机械装置均应进行共振验算，避免共振事故的发生。

(2)计算系统的动力响应，以确定机械或结构受到的动载荷或振动的能量水平。传统机械设计方法中，对机械运动分析与载荷计算是建立在刚性假定的基础上，按照静力学或刚体动力学方法进行的分析设计，此种方法面临现代机械轻型高速化趋势的挑战。而现代化机械设计方法正由静态设计向动态设计过度，考虑到机械结构的弹性分析机械振动载荷。

(3)研究平衡、隔振和消振方法，消除振动的影响。现代机器与仪器的重要特征之一就是高速和精密。高速容易导致振动，而精密设备却往往对自身与外界的振动有极为严格的限制。因次，对机械的减振、隔振技术提出了越来越高的要求。所以，隔振设备的设计、选用与配置、减振措施的采用也是机械动力系统研究的任务之一。

(4)研究自激振动及其他不稳定振动产生的原因，从而有效地加以控制。自激振动是一种恒定频率和恒定振幅的周期运动，与其他受周期性外作用激励的振动有本质区别。自激振动是有能源支持的非线性自治系统各个单元相互作用形成的稳态周期运动，是此类系统平衡状态失稳后的一种终极状态，描述其运动规律的数学模型都是非线性自治方程。对自激振动的研究必须解决两个基本问题：如果自激振动是需要的，就要研究如何得到所需频率、功率和波形的振动；如果自激振动是有害的，就要研究如何设法消除它。解决问题的关键在于相位关系和能量平衡。

(5)进行振动诊断，分析事故产生的原因及控制环境噪声。机械故障诊断理论与技术在世界范围内受到学术界和工业界的日益广泛关注。在各种故障诊断技术中，基于振动分析判断机械工作状态、识别故障类型和位置、预测故障趋势的振动诊断方法占据着主导地位。振动诊断涉及两类基本问题，即故障分析与故障诊断。机械故障诊断，就是通过检测、提取、利用机械系统进行运行中所产生的相关信息，识别其技术状态，确定故障的性质，分析故障产生的原因，寻找故障部位，预报故障的发展趋势，并提出相应的对策。

(6)振动技术的利用。作为一种自然现象，振动存在着有利的一面，也存在着有害的一面。对于振动问题的研究，一方面要充分利用振动现象为人类造福，如振动破碎、振动送料等都是振动正向应用的实例；另一方面，要系统分析机械设备止逆阀的振动机理，研究隔振和减振措施。

机械振动存在的理论与技术问题

1、机械振动理论在近年来虽然得到迅速发展，但仍有大量理论与技术问题等待人们去研究和探索：

(1)关于振动理论方面，目前线性振动理论发展较为完备，但非线性振动理论还有许多问题尚需解决。工程上的非线性问题常常采用简化的线性性化处理，或在计算机上进行分段线性化处理。在这方面有待于进一步探索。

(2)乘坐振动力学。一般固定式机械有较为规律的激励，研究较为成熟。为对于交通机械，如汽车、工程机械、舰船等，则受到的外界激励往往是随机激励，需要根据载荷谱来进行分析。因此对于这类机械的整体结构设计，悬架设计、座椅设计以及隔振与减振设计等方面引入随机振动理论，是一个广阔与重大的课题。

(3)计算机应用于动态模拟。动态模拟是在计算机上显示机械在各种参数与条件下的动态性能，从而实现在设计阶段预测与控制机械的动态特性，进而取代样机的中间试验，大大降低机器的成本与试制周期。

(4)振动疲劳机理的研究。许多机械零部件的疲劳破坏是因振动产生的。如何把振动理论与疲劳强度理论结合起来，是一个新的课题。

(5)有关测试技术理论、故障诊断理论，以及实用、有效、廉价的测试、诊断设备与技术研究，距离生产急需尚有相当距离。

(6)流固耦合振动是指流体流过固体时会激发振动，而固体的振动又会反过来影响流场与流态，从而改变振动的形态。工程上这类问题很多，如导线舞动、卡门涡振动、轴承油膜振荡等，在学术上也是一个崭新的分支，是一个急待研究与发展的领域。

三、课题的主要设计内容：

本课题主要设计单自由度振动系统测试，除了实验计算出系统的固有频率，还观察了解自由振动和自激振动的现象和特点，比较它们的不同之处。首先是绪论部分，提出了论文的研究背景和意义，机械振动理论的研究现状，并且对相关的文献进行综述；接着对理论力学ZME-1多功能实验台进行了概述，叙述了理论依据，研究方法等。本次毕业设计的主要任务是：理论力学创新应用多功能实验台单自由度振动系统测试的完整设计及其相关计算以及绘图。主要设计内容如下：

1、理论力学ZME-1多功能实验台单自由度振动系统测试总体设计方案的分析与确定

2、单自由度振动系统测试实验方法的选择与实验装置

3、振动系统力学建模与实验原理

4、实验内容(自由振动和自激振动)及过程指导

5、实验数据分析、计算及总结

6、确定计算单自由度振动系统的刚度及固有频率参数，并完成设计和绘图工作

7、设计总结，外文翻译。

四、拟采用如下研究手段来完成此课题

首先，采用调研法，了解本课题。有计划、有目的通过网上和图书馆收集、阅读有关参考资料；了解国内外有关振动系统研究的ZUI新成果和单自由度振动系统测试的原理、内容等，并对搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，了解单自由度振动系统测试的原理、方法、存在的问题等，听取老师的意见，克服其中的技术问题，理论计算与实验数据比较，并写出开题报告。

综合上述收集到的相关资料、看到的此类实验以及设计任务书的具体要求，制定出初步的整体设计方案。

分析设计方案的优缺点，经指导老师指导后确定ZUI终设计方案。

根据设计任务书提供的主要技术参数及有关资料，设计实验原理方法、实验内容、实验步骤、实验分析，实验数据等主要参数。

完成全部图纸设计绘制和设计说明书的撰写工作，并提供给指导老师审阅。

进一步修改，并ZUI后成文完成全部设计工作，交给指导老师审阅定稿。

课题研究的条件：在我们学校现有的力学实验室，建立高压输电线单自由度振动系统模型，在ZME-1型多功能实验台上测试系统的变形，进而计算出系统的刚度和固有频率。

五、课题研究的理论依据、预期结果

1、理论依据：

1)、建立的高压输电线单自由度振动系统模型。系统在不同砝码下拉下，会产生不同静变形。系统平衡时： 可求出系统等效刚度 (W是模拟高压输电线的半圆形模型的重量， 是系统的静变形)。则由 可计算出系统的固有频率。

2)、对实验室提供的自激振动系统模型的半圆形模型吹以与模型竖向振动方向垂直的气流，在模型后面的气流形成带有间隙漩涡的流线，即不连续的卡门漩涡。当漩涡频率与系统的固有频率接近时，会造成共振，即自激振动。

调整不同电压，可改变转速及风速，造成系统振幅不同，用相应的测量工具可测出转速、风速及振幅。同时还可观察自激振动现象，系统会剧烈振动。

2、预期结果：1)、系统在不同砝码下拉下，会产生不同变形，由此计算出的系统等效刚度，继而可以计算出系统固有频率。2)、随着电压的不同，则风机转速会不同，风速也不同，造成系统振幅亦不同。通过记录风速和振幅，画出振幅与风速间的关系曲线图，可以得到自激振动的振幅与风速之间的关系。可以观察分析自激振动与自由振动和受迫振动的区别。

六、完成课题所需工作条件(如工具书、实验、计算机等)及解决办法

1、工作条件

1)工具书：单自由度振动系统及其测试相关资料及书籍；

2)实验：校内的力学实验室，理论力学ZME-1型多功能实验台。

3)计算机：自己购买

2、解决办法

1)通过网上和校内图书馆获得工具书；

2)实验可以在校内的力学实验室里做，自己购买的计算机。

七、毕业设计(论文)进度计划

本毕业设计的阶段划分与进度安排如下：

第一阶段：第1 周～第2周 知识准备，收集资料，撰写开题报告；

第二阶段：第3 周～第5周 撰写总论，制订毕业设计计划，外文翻译；

第三阶段：第6 周～第7周 拟出初步设计方案，确定总体结构方案设计；

第四阶段：第8 周～第12周 主要的设计计算及绘图；

第六阶段：第13 周 整理撰写说明书；

第七阶段：第14周～第15周 审查并修改说明书，准备答辩；

第八阶段：第16周 上交毕业设计资料及答辩；

八、参考文献

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机械论文开题报告5

题目：基于压电陶瓷的机器人抑振系统设计

一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势

1、课题的来源和意义

机器人抑震系统的产生是为了解决因机器人在运动时产生有害震动的问题，为了满足设计师把机械臂设计得更加灵巧，减小机械臂的重量的要求，导致机械臂的刚度减小，挠性增大，机械臂在高速运动时候产生有害而强烈的震动。压电分流阻尼技术可以很好解决这个问题。

基于压电陶瓷的机器人抑震系统设计的核心部分就是压电分流阻尼技术，这个技术的主要元器件包括压电陶瓷、电阻、电感，电阻和电感我们都很熟悉，这里我们着重了解一下压电陶瓷这一电子元器件。

1880年皮埃尔？居里和雅克？居里兄弟发现电气石具有压电效应。1946年美国麻省理工学院绝缘研究室发现，某些材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷的现象，称为压电效应。具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷。

设计一种成熟的机器人抑震系统对机器人高效、准确的实现功能具有很大帮助。不能很好地控制机器人的震动，将会给机器人带来很多危害，甚至无法实现功能。比如，空间站第一阶段的装配约需遥控机器人工作 47 小时，其中等待消除残余振动的时间约占总时间的 20%-30%，高速激光切割机器人在运行过程中末段操作器加速度可达 3-5g，而轨迹精度却要求在±范围内，航天器的柔性附件在展开过程中诱发的振动可使航天器的姿态失稳，一些系统的展开过程竟达 6-8 小时，需要如此长时间的原因是避免造成大的振动，因此，机器人抑震系统的研究对如何在提高速度，减小机械臂重量的同时保证精度、效率和可靠性十分必要。

2、 课题的研究现状

随着科技日新月异的发展，机器人在生活、生产以及航空航天领域的广泛使用，使得对机器人抑震系统的研究显得十分必要和有意义，机器人抑震系统的核心技术就是压电分流阻尼技术20世纪90年代以来，压电分流阻尼(shuntpiezoelectric

damping)技术在结构振动与噪声控制中的应用越来越引起专业研究者们关注。Hagood等首先提出了压电分流阻尼的概念。该方法的基本原理是通过压电式作动器把振动结构的机械能转换为电能，然后通过分流电路中的电阻把电能消耗掉。

基于压电陶瓷的机器人抑震系统设计之所以被广泛应用于机器人抑震系统中，是因为它有众多其它机器人抑震系统无法比拟的优势，其优点主要集中于以下几点：

1、原理简单明了，易于理解

基于压电陶瓷的机器人抑震系统的核心技术是压电分流阻尼原理，就是利用震动引起压电陶瓷的变形，从而产生电动势，在分流阻尼电路中形成电流而发热，实现了将机械能以热能的形式消耗掉，达到抑震的作用。

2、结构紧凑，占用空间小、无复杂电路

基于压电陶瓷的机器人抑震系统有压电陶瓷和分流阻尼电路两部分组成，压电陶瓷体积非常小，分流阻尼回路主要由导线、电阻和电感三部分组成，电感和电阻主要有串联和并联两种，所以说，整个压电陶瓷分流阻尼系统结构非常紧凑，占用空间也十分小，电路也很简单。

3、自动化程度高

基于压电陶瓷的机器人抑震系统只要设计无误，正确安装在需要抑震的机器上，即可实现抑制震动的功能，在实现抑震的过程中无需人工操作。

4、节能，不需要外接电源

基于压电陶瓷的机器人抑震系统不需要外接电路驱动整个系统，十分节能，其只是将机器震动的机械能转化成热能，以达到抑制震动的目的。

5、工作稳定，反应快

基于压电陶瓷的机器人抑震系统无复杂的电路，而且不需要复杂的软件处理传感器采集的信号，抑制震动是将机械能通过电能转化成热能从而达到抑制震动的目的，这个速度十分迅速。

3、发展趋势

柔性机械臂在震动的过程中不可避免产生弹性震动，对机器人柔性臂的振动抑制成为重要的研究课题，基于压电陶瓷的机器人抑震的方法也在不断地发展和优化，有关发展趋势主要有以下几种：

1、对压电陶瓷布置位置进行优化设计，让压电陶瓷位于柔性臂的不同位置，进行抑制震动实验，分析压电陶瓷在不同位置时候的抑震时间和效果，选取ZUI合理的位置。

2、采用先进的控制器，工程领域广泛使用的PID控制器就是对误差信号进行比例、积分、微分等运算，并将其运算结果作用于受控对象，将压电分流回路与PID控制器相结合，组成抑震效果更好的抑震系统。

3、为了更好地抑制低频震动，采用主动控制方法，主动控制是将作动器和传感器黏结或嵌入柔性机械臂中，并与控制器相连组成智能结构机械臂，在一定的控制规律下，有作动器产生的作用力来抵消机械臂的震动能量。

4、震动控制更加智能，随着科学技术，一种所谓的智能梁被提出，它指内嵌或外贴有分布传感器和分布作动器的柔性机械臂，通过这些材料产生的做动应变来实施震动控制。

二、研究方案及工作计划

在机器人逐渐普及的今天，国内外对机器人的研究投入也在迅速增加，对机器人的要求也越来越高，新一代机器人具有高速、重载、高精度、高的灵活性以及结构简单轻便的特点，尤其在机械臂重量方面，为了减轻机械臂的质量和体积，如今在很多场合的机械臂都使用柔性机械臂，相对于刚性机械臂，柔性机械臂的刚度大大减小，这就给机器人在运动过程中带来了振动，为了解决机器人在工作中的的振动问题，国内外都有比较深入地研究，但是，机器人抑振系统的研究绝不是一朝一夕的事情，直到机器人发展到如今地步，关于机器人由于高速运动而带来的振动问题依然值得研究人员去深入研究。

本课题将采用压电分流阻尼技术，把振动的机械能转化成电能，然后通过压电分流阻尼回路以热能的形式消耗掉，已达到抑振的效果，为了更好地达到抑振的效果，我们将把机械臂的结构简化成悬臂梁的模型，采用ANSYS有限元分析软件，对模型的固有频率进行测试，根据测试结果，对分流阻尼回路的电路进行优化设计，使分流阻尼回路能够在不同模态下对机械臂都能有很好的抑制振动的效果。为了更好的设计分流阻尼回路，本文设计了测试系统，该系统测试了基于压电陶瓷的机器人抑振系统在不同频率和激励强度下抑振系统的输出参数。课题难点是对柔性机械臂建模并用ANSYS软件对其进行模态分析，分流阻尼回路的优化设计也是一个难点。对于这两个难点首先ANSYS分析将采用简化模型的方式解决；分流阻尼回路的优化设计将采用加一个负阻抗变换器的方法，使其达到频率自适应的功能。

三、工作计划

第一 二周 完成开题报告

第三周 查找资料。选择方案

第四周 完成方案的选择

第五周 完成前言部分

第六周 进行框架设计，大体计算结果

第七周 选择参考文献，共15篇，其中英文5篇，并选择1篇翻译

第八周 完成说明书的前半部分(草稿)

第九周 完成说明书的正文部分，并准备中期检查报告

第十周 准备计算及软件分析

第十一周 完成计算

第十二周 熟悉软件

第十三周 完成软件

第十四周 对设计进行完善

第十五周 完成说明书

第十六周 完成后期检查，并进行修缮

第十七周 修改设计中的不足之处，准备答辩

第十八周 进行答辩

三、阅读的主要参考文献

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