基于BP-NSGA-Ⅱ优化的高速电梯轿厢水平振动变论域模糊PID控制

针对影响高速电梯乘坐舒适性和安全性的轿厢水平振动问题,提出一种基于反向传播(Backpropagation,BP)神经网络和非支配排序遗传算法-Ⅱ(Non-dominant Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的变论域模糊PID控制方法。首先建立基于达朗贝尔原理的轿厢动力学模型,其次在传统变论域模糊PID控制的基础上建立以量化因子作为输入,轿厢水平振动加速度均方根和位移均方根作为输出的BP神经网络模型,最后将该模型作为NSGA-Ⅱ算法的适应度函数,通过NSGA-Ⅱ算法优化量化因子来提高系统控制精度。仿真分析结果表明:基于BP神经网络和NSGA-Ⅱ算法的变论域模糊PID控制方法对轿厢水平振动的抑制效果优于变论域模糊PID控制方法。

基于改进蚁群优化算法的AGV路径规划

【目的】针对传统蚁群算法(ant colonyalgorithm, ACA)在移动机器人(automatic guided vehicle, AGV)路径规划中搜索效率低、寻找路径长、拐点个数多等问题,提出一种改进的蚁群优化算法(ant colony optimization, ACO)。【方法】首先,在蚁群算法中加入预估代价值策略来改进启发函数,增强目标点的引导作用,提升搜索效率;然后,结合狼群算法(wolf pack algorithm, WPA)分配机制来更新信息素,解决路径规划时易陷入局部最优的问题;接着加入拐点影响因子来降低路径拐点;最后,采用动态避障策略来解决死锁问题。【结果】运用改进蚁群优化算法后,移动机器人路径规划时,最佳路径长度、迭代次数和拐点数等比传统算法分别降低9.7%、57.8%、65.0%。【结论】本研究结果能为移动机器人在复杂环境下的路径选择提供重要参考。

比例电磁铁行程力特性仿真与实验研究

由于采用经验公式的结构设计方法较为粗略 ,建立了比例电磁铁磁场的数学模型 ,利用有限元方法探讨了比例电磁铁的行程力特性 ,并通过实验进行了验证。在此基础上 ,对影响比例电磁铁行程力特性的衔铁长度、径向间隙、隔磁角、隔磁曲线以及导套厚度等主要结构参数进行了仿真分析。

耐高压双向铁的研究比例电磁

针对传统比例电磁铁仅具备单向驱动能力的不足,提出了一种耐高压具有双向驱动能力的比例电磁铁.采用永久磁铁产生的极化磁场与线圈产生的控制磁场形成差动磁路作用于衔铁,使之实现双向驱动.在有限元模型的基础上分别仿真分析了该比例电磁铁在相同位置.不同激励安匝以及相同激励安匝、不同位置时的磁场分布,探讨了该比例电磁铁的位移-力输出特性成因及特性,仿真结果与实验结果吻合.该双向比例电磁铁能够有效消除零位死区,并具有良好的线性度、较小的滞环和较低的功耗.

基于MATLAB的矩形截面压力容器优化设计

在GB 150—1998《钢制压力容器》标准上建立矩形截面容器筒体壁厚和刚性外加强圈的优化设计模型。该模型能够在满足设计标准应力校核情况下,使得制造加工筒体时所耗费的材料最少。运用MATLAB优化工具箱实现对设计的快速、精确求解,得出更为理想的设计方案。通过算例详细介绍了这种优化设计方法的实施过程,以供工程设计参考。

新型双向比例电-机械转换器的研制

提出一种永磁极化、具备双向驱动能力的电-机械转换器,其工作原理是基于极化磁通与控制磁通的差动叠加控制;分析了其磁场分布及位移-力输出特性。实验结果表明该力马达具有耐高压能力、良好的线性度、较小的滞环和较高的频响,可应用于比例阀或伺服阀。

液压阀用耐高压电涡流位移传感器的研究

针对目前常用的液压阀电涡流位移传感器线性范围小 ,LVDT式位移传感器频响低的不足 ,提出一种新型耐高压电涡流位移传感器 ,介绍了其结构和工作原理 ,建立了数学模型 ,利用二维有限元仿真工具进行了仿真分析 ;实验数据与仿真数据吻合 ,验证了数学模型 ,实验数据表明该位移传感器具有良好的线性度、较宽的工作量程 ,可有效应用于高压环境下阀芯或液压缸活塞的位置检测。

不等厚板对接焊疲劳寿命结构形状影响分析

从焊接部位局部应力集中的角度分析了不等厚板在不同焊接形式下的疲劳寿命。利用有限元法求解了20种具有不同焊接对齐方式、焊趾角和厚板削薄段斜度的球形封头和简体对接焊结构在承受循环载荷作用下的局部应力，参照修正的Goodman理。论和JB4732——1995《钢制压力容器——分析设计标准》得到焊接结构的等效疲劳应力幅和疲劳寿命。结果表明，不等厚板对接焊时，对齐方式和焊趾角对焊缝区域的局部应力集中和结构的疲劳寿命有显著影响，而厚板削薄段斜度在1：4～1：3对应力集中和疲劳寿命影响不大。

一种新型直动式电液伺服阀的研制

基于一种永磁极化式双向比例电磁铁和耐高压电涡流位移传感器,提出一种新型直动式电液伺服阀,进行性能仿真分析,设计出相应的驱动电路并进行实验研究。实验结果与仿真结果吻合,表明提出的电液伺服阀具有良好的静态特性。

一类耐高压电涡流位移传感器的温度补偿研究

电涡流传感器的温度漂移制约了其测试精度，因此需要给以温度补偿；理论分析出导致传感器温度漂移的主要原因在于线圈电阻的温度系数过大，因此提出采用无感线圈进行补偿的方法，并给出了设计实例；实验表明该方法在20～90℃度范围内补偿效果良好，温度稳定性达到0．7％；该方法简单、有效且成本低，可扩展应用于其他类型电涡流传感器。

涡轮增压器结构研究及其表面温度场分析

利用三维Solidworks软件建立了某型号涡轮增压器涡轮壳的几何模型。利用ICEM-CFD软件对模型划分网格,并运用FLUENT软件模拟计算涡轮壳表面温度场。分析表明,涡轮壳表面温度过高,且比较低的温度区域出现在和中间壳体结合的地方。本文提出一种涡轮增压器涡轮壳外部加装散热片与冷却水套的几何模型,并重新对涡轮壳表面温度场进行了数值模拟计算。结果表明,改进后的涡轮增压器表面温度得到很大幅度的降低,为涡轮增压器冷却系统的设计提供了参考依据。

新型耐高压电涡流位移传感器的研究

常用的电涡流位移传感器线性范围小且不耐高压,因此不能应用于电液伺服阀的阀芯位置检测,而差动变压器式位移传感器的频响相对较低,本文提出一种高频响、耐高压电涡流位移传感器结构,理论仿真和实验结果表明:该位移传感器具有良好的线性度、重复性和较高的频响,适用于高性能电液伺服阀和比例阀的阀芯或短行程液压缸活塞的位置检测。

椭圆封头径向多接管强度有限元分析

对椭圆封头径向多接管结构进行了有限元强度分析。在评定应力强度时采用设计压力载荷进行分析,在分析疲劳强度时采用疲劳应力幅进行分析,在此基础上运用疲劳累积损伤理论得出该结构满足疲劳设计要求的结论。通过算例详细介绍了该分析方法的实施过程。

干式排气冷却器流固耦合分析及结构优化

干式排气冷却器的流动传热特性,直接影响防爆柴油机的高效、安全运行。首先建立了干式排气冷却器的数值模型,采用FLUENT软件进行了流固耦合仿真分析,获得了烟气侧温度场及速度场分布规律,发现进出口存在对流换热且翅片管下游存在回流死区,据此提出了干式排气冷却器的结构优化方法,结果表明:优化后进气口与出气口烟气间的对流换热强度显著降低,翅片管下游回流死区得到抑制,排气温度降低16℃。

对称四通阀控非对称液压缸伺服系统动态特性研究

对称四通阀控对称液压缸的分析结果对对称四通阀控非对称液压缸动态特性研究已不适用。在建立对称四通阀控非对称液压缸动态数学模型的基础上 ,利用Matlab中的Simulink构建了仿真模型 ,并结合具体系统对其动态特性进行了仿真研究 ;通过试验得到了实测阶跃响应曲线和输出位移曲线。对比分析可以看出仿真结果与试验结论基本吻合 ,论证了动态数学模型的正确性 ,同时表明计算机仿真是研究该类系统动态特性的有效途径。

电磁铁力特性测试系统的研究

鉴于力特性是表征电磁铁性能的基本特性,基于力传感器和位移传感器等器件,提出了一种电磁铁力特性测试系统,介绍了其结构及原理,建立了测试系统模型,对测试系统误差进行了分析.通过试验研究了测试系统的动态系统误差,并对单向和双向两种特定结构的比例电磁铁的静动态力特性进行了测试.试验结果表明:该系统测试方便、测试结果准确可靠,适用于单向和双向电磁铁静动态力特性的测试.

电液伺服转阀耐高压双向旋转比例电磁铁

针对传统旋转比例电磁铁不耐高压的不足,提出一种耐高压的旋转比例电磁铁结构。永磁体产生的极化磁通与线圈产生的控制磁通相互叠加,使电磁铁输出与控制电流成比例的双向转矩(转角)。通过磁路、磁场仿真分析和试验研究,分析其静态力矩特性和动态幅频特性,仿真结果与试验结果基本吻合,表明该旋转比例电磁铁结构紧凑、无控制零位死区、输出力矩大(最大输出力矩为±0.65 N·m)、响应快(幅频宽约为190 Hz),具有正磁弹簧刚度、良好的线性度(非线性误差小于3%)及较小的滞环(小于4.5%),可用于直接驱动电液伺服转阀。

圆锥和平面形磁极高速电磁铁动态特性对比

对电磁铁吸合和释放过程作了详细探讨,建立了高速电磁铁的电、磁、机耦合动态数学模型,导出动态力的增量方程并进行分析,指出动态特性可由静态特性间接分析获得。在不同结构参数下,对圆锥形和平面形磁极高速电磁铁进行实验和仿真,对比两者动态特性获得适用范围,研究结果为高速电磁铁的工程设计提供了参考依据。

射流盘伺服阀控电液位置系统的动态特性

与喷嘴挡板型伺服阀相比,偏转射流伺服阀具有可靠性高,抗污染性强,寿命长和零漂小等优点。在分析了偏转射流伺服阀结构原理的基础上,建立了偏转射流伺服阀及其位置伺服系统的动态数学模型,导出了偏转板流量方程的表达式,提出了偏转板线性化流量方程。研究了电液位置伺服系统的动态特性,构建了仿真模型并对其动态特性进行了仿真研究,仿真结果证明了动态数学模型的正确性,与实验结论基本吻合。

永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁

为了提高电磁力、加快响应速度,提出一种永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁,采用NdFeB稀土永磁材料作为磁屏蔽元件,减少漏磁并加快了动态响应.基于有限元方法建立电磁铁的动态数学模型,并通过实验进行验证,实验与仿真基本吻合,响应误差为3.2%,验证模型的有效性.在此基础上,对该高速开关电磁铁进行动态仿真,探讨永磁体长度、厚度、激磁方向,盆口高,耐压环厚度,隔磁片长度,前隔磁角和后隔磁角等结构参数对响应时间的影响规律.结合实际设计要求,结果表明,采用优化后的结构参数研制的永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁在0.6mm行程时的响应时间为2.20ms.