多频未知时变扰动下的结构微振动鲁棒自适应控制

本文针对多频窄带未知和时变扰动,基于内模原理和Y-K参数化方法,提出一种反馈鲁棒自适应振动的主动控制算法。该算法通过设计PID中央鲁棒控制器,有效解决了次级通道模型未知情况下的鲁棒控制器参数设计问题。同时提出一种变步长最小均方(Variable Step Size Least Mean Square,VSSLMS)方法,可以在保证稳态误差的基础上大幅提升收敛速度,并通过系统辨识实验验证了所提VSSLMS方法相较于其他VSSLMS算法在收敛性能上的优越性。通过结构微振动主动控制实时实验,对比验证了单独采用滤波x最小均方(Least Mean Square,LMS)自适应控制算法、基于LMS算法的鲁棒自适应控制算法和基于VSSLMS算法的鲁棒自适应控制算法的抑振效果。实验结果表明,本文基于VSSLMS算法的鲁棒自适应控制算法在面向双频正弦窄带扰动以及其频谱、幅值突变情况时,都具有较好的收敛性和鲁棒性。

紧急控制下最优切机切负荷方案的快速算法

提出了一种紧急控制下基于快速时域仿真的最优切机切负荷算法,包括快速时域仿真和最优切机切负荷2部分,以形成紧急控制策略表。最优切机切负荷问题实质上属于最优控制问题,又因切机和切负荷控制变量是常量,从而可方便地利用控制参数进行求解。充分考虑梯度的物理意义和切机切负荷的离散特性,提出了"微步离散法",并从稳定判据、积分步长和微步系数对该算法做进一步的改进。通过新英格兰39节点算例验证了所提方法具有快速、准确、实用和无收敛性问题等特点。

基于弹塑性变形的快速展平算法与网格参数化

针对复杂CAD模型的展平问题,提出在三角网格上数值模拟汽车覆盖件一步逆成形的优化算法,实现了对车身零件毛坯料的快速估计.首先对初始网格进行补洞与局部重新网格化等预处理,得到辅助网格;为了减少变形,采用基于能量释放的初始解预示算法,并用基于金属板材弹塑性变形的一步逆算法进行迭代优化,得到修正的展平网格,经后处理得到最终参数化结果.将文中算法应用到自由边界网格参数化上,通过大量数值实验和比较结果表明,该算法不仅适用于工业上的坯料预估,而且在网格参数化的面积、扭曲变形方面有明显改善,同时具有较好的保角效果.

电力系统分析综合程序连续潮流算法的改进

连续潮流计算是电力系统静态电压稳定分析的基本工具,目前国内多数连续潮流程序仍存在计算可靠性不高和计算效率低等问题。对电力系统分析综合程序(PSASP)中的连续潮流程序在提高计算可靠性和计算效率等方面进行了改进,使之能够适应大型电力系统的电压稳定性分析。改进后的PSASP连续潮流算法包含基本的拟弧长和局部参数化方法以及渐近数值方法(asymptotic numerical method,ANM)。ANM实质是一种采用高阶泰勒展开进行预测的连续方法,是一种半解析计算方法。ANM计算步长能够根据解曲线的形状自适应控制,因而是一种快速的连续潮流计算方法。实际电力系统的计算表明,修改后的连续潮流算法在计算可靠性和计算效率方面相比原来的程序有了很大程度提高,能够满足大型电力系统工程计算的需要。所做的研究对其他连续潮流的计算软件也会有一定的借鉴作用。

基于中国人数据集的参数化人体建模

为解决基于中国人数据集的参数化人体模型重建问题,本文首先采集了152名中国成年女性净体样本,并对其进行头发部位去除、泊松重建、降采样和脚底平面切削。然后采用“粗—精”两步配准策略,先基于BPS对点云进行高效学习,将SMPL模型网格点快速初始配置至扫描网格点附近;再采用基于ICP的非刚性网格配准算法进行精配准,只优化顶点位移D分量,生成精准匹配的SMPLD模型。配准完成后,比较其和LoopReg配准的配准精度和效率。之后,对配准数据进行位姿校正和主成分分析,从而获得能够反映中国人体特征的形体参数。最后进行模型重建,并将其与SMPL平均模板进行比较。由平均模型拟合结果可知,相比SMPL模型,基于重建模型的拟合结果关节误差和顶点误差均有所降低,3个实验对象的关节平均误差分别降低了26.2%、19.4%、21.7%;顶点平均误差分别降低了20.0%、16.1%、12.5%。

齿轮参数化建模方法的研究

研究一种基于STEP格式文件的齿轮参数化建模方法。采用面向对象技术构造了适合半边数据结构的特征类,开发了齿轮类零件的通用建模软件,通过对齿轮齿面的分析计算,得到了齿轮的特征模型,给出的齿轮参数化建模计算机实现表明本文提出的方法和理论是可行有效的。

异构三维CAD模型制造特征重构技术研究

针对异构CAD/CAPP/CAM系统的特征集成,提出一种异构三维CAD模型制造特征重构过程:确定基本形状特征分类,在此基础上构造设计特征库和制造特征库;通过基于产品数据交换标准(STEP)的特征识别技术实现异构三维CAD模型设计特征提取,并采用基于参数化二维图素多态耦合的特征识别方法,提高特征识别系统的代码重用性;运用成组技术建立制造特征族后,通过特征映射实现制造特征重构。

一种基于自适应步长控制与组合参数化的改进连续潮流计算方法

提出了一种可以完全跟踪光伏(PV)曲线斜率变化的自适应变步长算法,并在理论上比较分析了所提变步长法与常规变步长法的灵敏度特性,通过分析发现,所提变步长法具有更优的自适应性,在保证连续潮流计算精度的同时,大幅降低了计算时间。提出了一种组合参数化法,即在PV曲线的不同区域采用不同的参数化法,同时在PV曲线追踪过程中设置参数化切换断点,并以校正不收敛作为组合切换判据。基于IEEE标准节点系统的计算结果验证了所提自适应变步长算法与组合参数化法的有效性与优越性。

三维微纳米台阶高精度光学显微测量量化表征

三维微纳米台阶光学显微测量信息为多维形貌数据,其数据量庞大复杂、多维相关性低、表征难度大,且通常存在测量坏点影响关键尺寸表征精度。本文提出了一种三维微纳米台阶高精度光学显微测量量化表征方法。首先,针对三维微纳米台阶的结构特征选取测量系统并设计测量方法,获取其三维形貌点云数据信息;其次,建立三维形貌实测数据维度重构方法,将复杂的多维面形数据降维至有序二维空间;基于K-means聚类算法和数据映射,创建台阶高度参数量化表征模型,实现识别离群值的同时将二维数据点集中的质心距离映射为台阶高度值;最后,通过迭代收敛设计,进一步提高算法表征的准确度和鲁棒性。对两种微纳台阶标准物质进行实验,结果表明,在测量存在离群值等坏点情况下,本方法能够高精度表征出台阶高度参数,与校准值比对,误差小于1.5%。