水下机器人艇-桨-舵动力学模型简化方法分析

为了降低水下机器人动力学模型的复杂性,提升计算效率,基于最小绝对值收敛和选择算子(LASSO)算法的特征选择方法,通过去除潜艇标准运动方程中影响较小的水动力系数实现动力学模型简化。简化后动力学模型的拟合结果与计算流体力学(CFD)仿真计算结果高度一致。结果表明,简化动力学模型可有效提升计算效率。研究成果可为水下机器人的动力学建模及模型简化提供一定参考。

基于二次误差度量的保持特征的模型简化算法

使用二次误差度量的边折叠简化算法,提供了一种通用的、高效的、高质量的模型简化方案。然而这些方法仍然存在一些不足,如忽略模型的一些几何特征,模型简化均匀,在高简化率下不能很好的保持模型形状特征。因此,提出一种基于二次误差度量的模型简化算法,将顶点曲率,顶点的平展度因子以及顶点的面积属性考虑进顶点二次误差度量中,在简化过程中改变边的折叠顺序。实验表明,在相同的简化率下,算法能进行更高质量的模型简化,并且经过大规模简化后,能保持模型表面的重要几何特征。

基于体素与倾斜摄影建模的BIM模型简化方法

为提高BIM模型简化效率,并从根本上改善传统BIM模型内部构件简化不彻底、三角面片数较多等影响Web端加载效率的问题,提出了一种基于体素和倾斜摄影建模技术的BIM模型简化方法。该方法通过将现有BIM模型创建体素模型后,利用体素模型面朝向特性无损减面,显著简化模型网格,并使用倾斜摄影修模技术,对获得的外壳体素模型进行贴图。研究结果表明:最终生成的简化贴图模型简化率高、兼容性强、Web端运行效率高;与传统简化贴图模型手工建模技术相比,建模所用时间短、自动化程度高,自动化率高达75%。研究成果可为海量城市级BIM模型简化提供一种全新、自动化的解决方案,提高BIM模型简化效率,提升城市级CIM平台运行效率。

面向快速原型制造的数据模型简化处理

随着坐标测量设备的发展,获取海量包含被测物体更多细节的数据已非常方便,但复杂且冗余的数据模型既对计算机的存储容量、处理速度、绘制速度以及传输效率等提出很高的要求,又在一定程度上影响制造企业响应市场的快速性。研究快速原型制造的数据模型简化处理,首先,依据网格简化的特点,提出一种快速重建STL拓扑信息的新算法;然后,在总结现有三角形折叠简化算法简化过程的基础上,提出一种改进的基于三角形折叠的网格简化算法;最后,通过自行开发的数据模型简化处理系统实现该算法,并例举示例进行验证。实验结果表明,所提出的简化算法能够很好地简化光滑平坦区域,同时对曲率变化较大的局部区域简化效果也比较明显。

基于特征的三维模型简化算法研究

细节层次模型(Level of Detail,LOD)是模型简化最有效的方法之一。针对以往细节层次模型简化算法对模型的特征与边界处理的不足,提出了一种基于特征的LOD模型简化算法,并给出了一种针对模型特征与模型边界的折叠代价函数,较好的解决了以往算法生成LOD模型时对模型重要特征与边界处理的不足,在对原始模型简化的同时,能够很好的保留模型的边界与特征。实验结果证明了算法的高效、可靠,既保持模型细节特征,又减少了模型简化误差。

三维医学图像MT表面重建的相关性处理及模型简化

针对MT(MarchingTetrahedral)算法存在重建速度慢 ,数据存储冗余 ,重建出的模型三角面片数量大 ,难以进行实时交互操作等缺点 ,本文提出了相关性处理方法 ,避免了重复性计算 ,加快了重建速度 ;设计了优化存储的数据结构 ,减少了数据冗余 ;实现了网格简化的边收缩算法 ,并对由MT算法生成的表面模型进行了简化处理。模型经简化 90 % ,依然能较好地保持原模型的特征。

基于半边折叠的LoD三维模型简化算法

针对复杂三维模型简化时引起的模型重要几何信息难以保存问题,提出一种基于半边折叠的保持三维模型重要几何特征LoD模型简化算法。通过引入二次误差量度、曲率特征、视觉特征度、折叠点的度以及折叠边长度,计算半边折叠代价,排序折叠优先级优化模型简化效果,减少模型误差累积。实验结果表明,该算法有效解决了简化后模型重要几何特征不明显的问题,实现了三维模型的LoD层次构建。

基于柔度修正的局部刚体化结构动力模型简化方法

提出一种基于柔度修正的局部刚体化结构动力模型简化方法。以复杂工程结构的有限元模型为基础,根据运动同步性假设将结构分成若干同步性区域,对每个区域引入准刚体模态,实现对结构的简化。同时对简化方法进行误差分析,利用柔度修正的思路实现对简化变化矩阵的修正,得到更精确的简化结果。以海洋平台结构作为算例应用该方法,得到了比较满意的简化结果。

顾及约束的网络道路三维模型简化方法

针对道路三维模型数据呈海量,且包含大量约束边界的特点,提出顾及约束的网络道路三维模型简化方法。在服务器端已建立道路三维整体模型的基础上,首先提出顾及约束的半边折叠误差度量方法;然后,在服务器端采用半边折叠操作对初始道路模型进行整体简化,同时建立操作层次树;最后,建立远程视相关模型重构准则,在操作层次树上确定需传输至客户端的视相关结点数据,并结合约束边优先策略,在客户端实现道路三维模型的快速视相关重构。研究结果表明:该方法简化率高,远程动态浏览时保留必要的约束边界,需要传输的数据量小,满足道路远程实时交互式可视化要求。

轿车排气系统一维数值模型简化及模态实验验证

对排气组件进行简化,建立排气系统一维梁振动模型,并进行整车NVH(noise,vibration and harshness)性能的数值和实验模态分析。研究结果显示,排气组件简化合理,排气系统一维模型可以较准确地描述排气系统的动力学特性,模型可用于排气系统的优化及疲劳特性预测。

面向汽车动力系统控制的传动系模型简化与分析

用平均值建模的方法,在忽略一种或多种动态过程的基础上,对汽车传动系进行了简化,建立了多种汽车动力系统的简化平均值模型,并且将忽略动态过程的模型与包含所有动态过程的模型进行仿真对比与分析,确定了一种忽略传动轴动态过程的简化平均值模型,可以在动力系统工作的频带范围内,准确描述动力系统,并且这种简化模型的合理性在数学上也得到了验证。

基于质量参与系数的空间结构动力模型简化

本文根据大跨度空间结构的动力特性,获得了大跨度空间结构地震反应的内在特征、变形机理及其振型分布规律.针对采用传统振型叠加法分析大跨度空间结构地震反应时质量参与系数累积速度慢的特点,根据质量参与系数的定义、振型截断原理及两者间的理论关系,提出了一种适用于大跨度结构动力分析整体计算模型的简化方法.数值算例验证了本文简化方法的有效性、准确性及计算效率.数值分析结果表明,本文简化方法简单、高效,且具有足够的分析精度.

燃料电池复杂非线性静态特性模型简化方法

提出了一种基于自动分段线性拟合方法的燃料电池复杂非线性静态特性模型简化方法。该方法可在满足预定误差要求前提下自动给出分段线性拟合简化模型,通过调整误差限度改变复杂非线性特性的线性分段数,进而在提高仿真速度的同时保证整个系统仿真的精度要求。该方法也适用于其他具有非线性静态特性的分布式电源。通过对详细模型与简化模型的分析对比,证明了方法的有效性。

基于相似性的点模型简化算法

为了获得高质量的简化点模型,提出了一种基于相似性的曲率自适应点模型简化算法,相似性包括强特征边性和表面区域几何特征相似性2个方面.利用法向张量投票方法,计算采样点的特征边性,由此将点模型分为强边性和非强边性2部分;基于Mean Shift聚类法,对非强边性部分进行表面区域几何特征相似性聚类;对强边性部分和各类簇重采样,实现曲率自适应的简化,并通过移动最小二乘曲面,评估简化曲面的误差.实验结果表明,该算法有效地保持了特征边界部分和曲面的细节,且能够生成高质量的简化点集曲面.

电力系统单时滞稳定裕度求解模型简化方法

在利用线性矩阵不等式(LMI)判据求解电力系统时滞稳定裕度时,由于电力系统动态模型的维数通常很高,会导致待求解变量过多和求解时间过长。针对此问题,文中首先将包含单时滞环节的电力系统线性模型扩展为包含输入、输出环节的状态空间表达式;进一步,基于成熟的状态空间表达式降维方法,对扩展模型进行简化,在保留系统关键动态特性的基础上,大幅减少待求变量数;最后,基于简化模型,借助LMI及参数变换,形成新的更为高效的时滞稳定判据。将该方法应用于含时滞环节的WSCC 3机9节点和IEEE 10机39节点系统中,借助二分搜索算法对比了两种电力系统单时滞稳定裕度的求解结果,算例表明时滞系统经过模型简化后,稳定裕度计算结果与简化前相比误差较小,而所需计算时间有较大幅度减少。

面向CAE的模型简化中的误差评估与边界补偿

通过分析由于模型简化导致分析结果产生误差的原因,提出一种简化模型的误差评估与边界补偿方法.首先基于功的互等原理估算所抑制的特征对分析结果的影响;然后根据这种影响指导模型在满足一定分析精度下的简化,并有效地利用被抑制特征的计算信息对简化模型的边界条件进行补偿.实例结果表明,文中方法计算量较小,不但可用于指导基于分析精度的分析模型简化,而且通过边界补偿可以进一步改善简化模型的分析精度.该方法可用于线性弹性结构的有限元静力分析.

基于梁平截面假设的复杂细长结构动力模型简化方法

针对纵向尺度显著大于横向的复杂细长结构,提出了一个基于梁平截面假设的模型简化方法,建立了具有物理意义的基向量。同时考虑这类结构截面变形的翘曲模式,增加了翘曲基向量,得到精度较高的简化动力模型。这样的简化模型可以用于原结构在不同边界条件的动力分析。结构频率计算的两个具体算例表明了简化方法的有效性。

机床整机性能仿真分析的模型简化方法研究

机床设计过程中整机性能仿真分析,要求缩短时间,同时保证一定精度,针对这一需求提出了一种整机模型简化方法。该方法以整机为研究对象,通过分析机床部件是否处于机床整机闭合力学系统等准则,确定了不同部件的简化必要性和策略,形成了一套完整高效的整机性能分析简化方法。以某轧辊磨床为例,对简化流程的各步骤进行了仿真,提出了"简化有效性指数"(index of simplification effect,ISE)对上述不同阶段的简化有效性进行评价。最终该机床单次仿真时间缩短95.6%,静态与动态特性仿真结果与实验对比误差均小于5.5%。最后基于目前机床企业常用的Pro/E软件所提供的VBAPI二次开发工具,开发了机床整机性能分析模型简化工具,实现了自动化辅助简化,节约了设计人员进行模型简化的时间,对缩短机床设计周期具有一定实用意义。

船舶管路布置仿真模型简化

为实现利用人工智能技术进行自动化管路布置,在对已有文献进行研究的基础上,给出布置环境及其设备的简化和表达方法.利用完整信息模型表示障碍,克服为检验模型边界而进行的大量计算;通过对布置环境的分割,快速建立近似布置平台,使模型数量最少.实例验证简化方法在应用中的精度和效率.

动态矩阵控制的模型简化与预报误差校正

依据热工过程的特点 ,提出对其实施动态矩阵控制 (DMC) ,用简化的模型和预报误差校正改进常规的控制算法 .文中介绍了预测模型简化的原理 ,推导出简化后预测控制的即时控制律 .为了补偿简化后带来的模型失配 ,用预报模型误差代替模型误差对系统的滚动优化控制进行校正 .预报误差校正是基于时间序列分析、参数估计和最优预报原理形成的 .文章最后 ,将上述算法在供热对象上进行了仿真 ,分析了仿真的结果 ,说明改进的DMC算法在保证实时性、改善跟踪和鲁棒性方面均有益处 .