对分数阶非线性悬架的遗传优化PI~λD~μ控制

针对由分数阶磁流变阻尼和非线性弹簧组成的复杂车辆悬架系统进行减振控制研究。首先建立1/4车辆二自由度非线性悬架数学模型,然后结合分数阶微积分理论,设计PI~λD~μ控制器,采用遗传算法在线整定分数阶PID控制器参数,其中以车身垂直加速度、悬架动位移和轮胎动变形为优化指标建立适应度函数。同时在Matlab/Simulink中对非线性悬架分别进行分数阶PID控制、整数阶PID控制与被动悬架的性能对比仿真实验。结果表明,以遗传算法在线整定的分数阶PID控制器与被动悬架和整数阶PID控制的悬架相比减振效果更好,说明在既含有分数阻尼器又含有非线性弹簧时,其对悬架进行控制是有效的。

含分数阶指数趋近律的变结构控制悬架研究

以1/4车辆悬架模型为基础,设计了一种基于分数阶指数趋近律的模型跟踪变结构控制模型。采用极点配置法设计滑模切换面参数,利用基本分数阶指数微分方程、F-函数定义与性质,构建分数阶指数趋近律,并根据控制器输出力有无约束,得到主动控制控制律和半主动控制控制律的控制力。在Matlab中进行建模和仿真,结果表明：相比被动悬架主要性能指标都有降低,同时,能够跟踪参考模型;相比整数阶指数趋近律有更好的相对稳定性、鲁棒性和更有效的削弱抖振。通过仿真,还验证了半主动控制能达到接近主动控制的效果,但存在一定的波动。

采用遗传算法参数整定的车辆ABS分数阶PID控制

以单轮车辆模型为基础在一定的简化和假设后对ABS进行数学建模,然后将分数阶微积分理论与传统PID控制理论相结合,构造出分数阶PID控制器。为得到最优的控制器参数,利用MATLAB的遗传算法工具箱,完成遗传算法的主程序编写。由于分数阶微积分算子的存在,不能直接用传递函数的方法得到适应度函数值,所以采用Simulink建立适应度函数值的仿真模型供主程序调用。然后在MATLAB/Simulink环境下,进行仿真实验:1)经验试凑法和遗传算法得到控制器参数时的系统仿真比较;2)基于遗传算法的分数阶PID控制器与传统PID控制器的系统仿真比较。结果表明:经过遗传算法优化得到的参数,使ABS系统的制动距离、制动时间、滑移率阶跃响应的超调量明显比试凑法时更小,同样得到分数阶PID控制器的ABS系统比整数阶的制动性能有明显的提升,从而验证了所提出的分数阶PID控制器在ABS制动控制中是有效的。

采用分数阶趋近律的汽车ABS积分滑模控制研究

为研究和评价ABS性能,以单轮车辆模型为基础,建立了单轮车辆动力学模型、轮胎模型及滑移率与附着系数的数学模型。在此基础上,提出了一种采用分数指数趋近律的汽车防抱死制动系统滑模变结构控制策略。这里主要采用含积分的滑模函数来设计切换函数,并结合分数阶指数微分方程、F-函数定义与性质,设计了分数阶指数趋近律。然后以实现高精度的滑模控制为目标,推导得到控制器总的等效控制输出。同时,在Matlab/Simulink中进行系统建模和仿真实验。结果表明:相比整数阶的汽车防抱死滑模控制系统滑移率能够更快、更准的跟踪达到期望值,制动时间和制动距离明显降低。

基于UG NX软件的“机械CAD应用”课程教学改革探讨

为适应应用型本科教学改革的目标,利用UG NX软件的数字化设计功能,探讨"机械CAD应用"的教学方法和课程内容设置。文章从无锡太湖学院近几年的教学实际出发,以UG NX为平台,采用项目教学、分组教学及电脑演示教学结合的授课方法,设置适应企业主流方向的项目,达到"学以致用"的教学目的。近两年的教学效果表明,学生运用理论知识解决实际问题的能力明显提高,创新思维也有一定的突破。

对含分数阶阻尼器非线性悬架的PID控制研究

对由分数阶磁流变阻尼器(分数阶Bingham模型)和非线性弹簧组成的汽车悬架系统进行PID控制研究,先建立其二自由度非线性悬架数学模型,再根据车辆的舒适性和平顺性要求设计PID控制器,在Matlab/simulink中建立非线性悬架的仿真模型,对PID控制器参数整定,并用Oustaloup逼近算法解算分数阶微积分因子,实现数值仿真。结果表明,该悬架与被动悬架相比,该悬架的平顺性和舒适性有明显的提高,说明在既含有分数阻尼器又含有非线性弹簧时,以PID控制器对悬架进行控制同样有效,对以后研究非线性悬架有一定的指导意义。

基于UG及STEP函数的抓举机工作装置运动仿真和分析

首先,在UG建模环境中建立圆木抓举机工作装置的三维模型,以此模型为主模型进行运动仿真建模。定义其连杆和运动副,基于STEP函数设计合理的驱动,然后设置仿真方案,通过解算获得动画和仿真结果。经过仿真和分析,表明该圆木抓举机工作装置的结构设计可以满足设计要求。

含分数阶惯容器隔振系统的临界阻尼设计

为了研究用含分数阶导数描述的液力惯容器的非线性隔振系统特性,建立无量纲动力学模型。在无阻尼控制时,通过对比力传递率特性指标讨论参数对隔振系统性能的影响。结果表明分数阶惯容器能够反映液力式惯容器的多相特性,既有惯性作用又有一定阻尼作用,相比整数阶惯容器在隔振效果上有一定优势,但同样不能有效抑制非线性效应。在忽略非线性项的前提下,考虑系统含分数导数的特殊情况,详细介绍分数阶临界阻尼设计过程。仿真试验结果表明,所设计临界阻尼可以保证系统在自由振动时单调递减,而且考虑非线性项后,相比整数阶惯容器能够更好抑制非线性效应。

需求导向和能力本位理念的项目教学探索——以无锡太湖学院“三维数字化设计”课程为例

传统教学方法在"三维数字化设计"课程的实施过程中存在各种问题,采用新信息技术下的项目教学方法非常必要,可有效避免传统的"教师讲,学生听"的纯粹讲授命令而忽略结合专业知识的软件应用能力。文章根据"能力本位,需求导向"的理念,以减速器为例介绍了项目内容的设计思路,并以"轴"为案例介绍了教学实施过程,采用线下和线上混合模式,来实现"讲""学""练"一体化的项目式教学目标。实践表明,线上、线下混合式的项目教学有效提高了学生的学习兴趣、综合素质和技能应用能力。

具有分数阶导数阻尼动力减振器的数值实现与仿真

本文建立了具有分数阶阻尼的减振器的动力学模型,利用Oustaloup滤波算法对减振系统进行了数值仿真,可知分数阶导数阻尼减振器可增大减振范围。

采用分数阶临界阻尼控制律的动力吸振器研究

利用分数阶临界阻尼的理论针对动力吸振器模型来设计分数阶临界阻尼主动控制律。为了更加清楚说明控制律设计过程,先介绍了单自由度振动系统的分数阶临界阻尼理论,然后根据主对角线占优的原理对经典动力吸振器模型进行近似解耦,分析结果表明近似系统与实际系统的误差在可以接受的范围之内。因此,根据单自由度振动系统的设计思路,在该解耦的动力吸振器模型基础上设计了分数阶临界阻尼控制律,并在实际动力吸振器中试验。试验结果表明,分数阶临界阻尼当其对应项分数阶阶次α∈(0,1)时,其减振效果比传统的整数阶和分数阶阶次α∈(1,2)临界阻尼更好,而且分析了临界阻尼附近的减振效果,发现临界阻尼时的性能较好,调节控制律中的比例系数可进一步提高减振性能,说明提出的控制律是有效的,而且控制律参数选取方便。

基于分数阶参考模型的半主动悬架自适应控制

基于分数阶微积分理论,提出一个以含分数阶次力与位移传递函数定义的悬架为参考模型的磁流变阻尼半主动控制悬架自适应控制模型。通过最优控制方法得到参考悬架的最佳参数,由于分数阶微积分的引入,使得参考模型更加精确。采用李雅普诺夫稳定性理论设计得到模型参考自适应控制的自适应控制律,并用Oustaloup逼近算法解算分数阶微积分因子。Matlab/Simulink仿真结果表明,与传统的被动悬架相比,悬架的平顺性和舒适性有一定的提高,且能保证一定的系统鲁棒性,但悬架动位移稍有增大。

以提升学生整体能力为目标的CAD/CAM/CAE课程体系改革

本文围绕提升应用型本科机械工程专业CAD/CAM/CAE技术能力,并以此为契机带动学生整体能力提高的教学目标,从CAD/CAM/CAE课程体系总体设计、教学内容、教学方式、考核方式等方面的改革进行了探讨。

基于实际驾驶工况的DPF颗粒模型的建立及试验

颗粒捕集器(DPF)的内部颗粒加载模型是颗粒捕集器应用的关键步骤.基于试验设计(design of experiment,简称DOE)理念提出了一种基于驾驶工况的新型颗粒加载模型.以某高压共轨轻型皮卡车用柴油机为基础,将DPF加载分为四个区间开展实际测试,通过车速、排气温度、颗粒补集器两端的压差等参数,在实际车辆试验中建立了实际颗粒质量和这些参数间的试验模型.设定实际颗粒质量的30%作为模型公差以保证模型的适应性,每个区域边界通过转速和耗油量的迟滞,实现区域的切换.试验结果表明:通过称重的方式得出实际颗粒质量,节约了实验成本,且实际颗粒质量达到30g以后,实际颗粒质量和模型颗粒质量基本吻合.

汽车生产线用自行小车输送线系列化设计研究

文章简明地介绍了自行小车输送线的基本组成,主要对汽车生产线用自行小车输送线系列化设计的问题进行了研究与探讨,为智能化输送线这一非标设备形式的系列化提供了一种新的实现方式。

新工科机械电子工程专业人才培养模式研究

新经济要求发展"新工科",为提高工程教育人才培养的质量,各大高校大力探索"新工科"人才培养模式,文章以无锡太湖学院机械电子工程专业这一集机械、电子、信息、控制等多个学科知识体系于一体的综合性专业为例,深入研究对其应用型人才培养的方式与方法的革新。这对于同类高校的工科专业建设具有参考意义。

“机器人技术与应用”课程教学改革与实践

"机器人技术与应用"是一门面向高等学校机械类本科生开设的课程。文章在分析课程教学现状的基础上,通过构建机器人教学和竞赛共享实验平台,在教学中增加实践性教学环节,培养学生的创新思维,既为学生参加机器人竞赛打下了坚实的基础,又锻炼了学生的动手能力,在教学工作中取得了良好的效果。

汽车四轮转向系统模糊PID控制仿真研究

为提升汽车四轮转向系统的操纵性能,该研究通过比例前馈和模糊PID反馈控制进行后轮主动转向控制。以横摆角速度偏差及变化率作为模糊控制器输入,经过模糊推理输出PID控制器3个参数,控制器的量化因子和比例因子采用经验法得到。在Matlab/Simulink中进行操纵稳定性指标对比仿真实验,结果表明,模糊PID控制器时的转向系统3个指标的动态性能优于PID控制器和二轮转向时的动态性能,且一定程度上超过理想比例控制的效果。可见文章采用的四轮转向控制策略是有效的。

基于应用型人才培养的“电气控制与PLC”课程教学改革探索

文章针对民办本科教学现状,对"电气控制与PLC"课程进行教学改革探索。文章通过深入研究学情,优化教学内容,理论联系实际,将因需施教与因材施教相结合,以学生为主体,采用多元化教学方法,改革实践教学模式,为培养社会需要的应用型人才奠定扎实的基础。

地方高校科技创新服务地方发展的SWOT分析

地方高校承担着为区域经济和社会建设提供人才与技术、传承和创新文化的历史使命。然而,在社会服务实践中,地方高校仍存在人才培养与社会需求对接不强、科技创新能力不足、科研成果转化率低等问题。通过采用SWOT分析法,研究分析与问题紧密相关的主要内部优势与劣势,以及外部的机遇与威胁等因素,根据研究结果为问题的解决提出了相应的应对计划、发展战略以及对策建议。