基于最优化理论的称重传感系统弹性元体结构优化

弹性敏感元体是测力系统的核心结构,为进一步提高称重传感器敏感性,降低测量误差,首先对圆形、正六角形、正八角形、正十角形、正十二角形5种元件结构进行了力学特性分析,进而确定了以圆环结构为研究对象;其次建立了模型的参数化模型,采用中心复合设计方法生成了28个样本点,并对样本数据进行了多元二次回归拟合,拟合结果表明方程显著性较高,拟合度良好,可以用于预测结构的应变量;最后采用最优化理论结合多目标遗传算法对模型进行优化,经优化共得到3个候选点,经对比选择候选点3做为最优解,此时参数P_(1)=5.117 mm,P_(2)=44.355 mm,P_(3)=19.887 mm,P_(4)=50.047 mm,P_(5)=10.407 mm,结构最大应变差为0.004 845,结构测量敏感度提高了62.80%,测量误差降低了38.56%。研究结果表明,采用优化设计方法,可以显著提高弹性单元体的测量性能。

壳聚糖/纳米SiO_x复合膜的制备及机械性能

采用二次回归旋转正交试验方法,探讨了制备壳聚糖/纳米SiOx复合膜的优化工艺条件,用流延法制得分散比较均匀的纳米复合膜,并对涂膜结构进行红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)表征.结果表明:复合膜(CTS-SiOx)中壳聚糖与SiOx粒子表面的大量羟基存在强烈的氢键作用;当配料为壳聚糖1.98 g、SiOx0.017 g、单甘酯0.04 g时,壳聚糖复合涂膜拉伸强度达到最优值、与纯壳聚糖单膜相比,复合膜的拉伸强度、断裂伸长率和直角撕裂强度分别提高了63.3%,45.4%和11.6%,透水率降低了73.1%.可见复合膜的性能优于单膜.

番茄综合营养品质指标构建及其对水肥供应的响应

为构建番茄综合营养品质指标,分析其对水肥供应的响应,该文以灌水量和氮、磷、钾肥用量为试验因素,按照四元二次正交旋转组合设计,进行番茄盆栽试验,监测番茄可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、番茄红素和维生素C 6项单一品质指标,根据主观层次分析法与客观熵权法和基于博弈论的组合赋权法,确定番茄单一营养品质评价指标权重,次序为:番茄红素>糖酸比>维生素C>可溶性糖>可溶性固形物>可滴定酸;通过近似理想解法,构建番茄果实综合营养品质评价指标。在此基础上,通过回归分析建立番茄综合营养品质与水肥因子的数学模型,分析其对水肥因子的响应关系。结果表明,各水肥因子对番茄综合营养品质的主效应表现为:施磷量>施氮量>灌水量>施钾量。当其他因素为中间水平时,番茄营养品质随灌水量或施氮量的增加呈开口向下的抛物线型变化,随磷肥用量的增加线性增加,随施钾量的增加呈开口向上的抛物线型变化。交互作用表现为,灌水量与施氮量、磷与钾肥用量之间存在显著交互作用。表明灌水量、氮肥用量过高不利于番茄综合营养品质的提高,合理增施磷肥和钾肥可有效提高番茄营养品质。

基于二次正交试验优化的隧道围岩稳定可靠度方法

通过把二次回归正交组合试验设计和显著性检验结合起来,构建出了各类因素对结构特征值影响程度的判别方法。将该方法植入隧道围岩稳定响应面可靠性分析程序中,建立了具有识别基本因素重要性程度功能的状态函数优化方法,消除了序列响应面状态函数建立时不能判断基本因素对结构状态重要性程度的缺陷。利用MATAB搜索技术求解基于状态函数优化方法改进的响应面可靠度指标,解决了分析结果失真问题。上述两者的结合形成了具有较高效率的复杂地层隧道围岩稳定可靠度响应面分析技术。通过某工程实例研究,演示了该技术的运行过程和操作程序,并在效率、分析结论的准确性等方面进行了对比验证。

发酵型羊肚菌保健酒的工艺研究

以羊肚菌液体深层发酵菌丝体为原料,研究羊肚菌保健酒制备的工艺条件。对酒精发酵料水比,初始糖度进行了单因素试验,采用三元二次回归正交组合设计对酒精发酵的酵母接种量、发酵温度、发酵时间进行优化。结果表明:羊肚菌菌丝体以料水比9∶100,初始糖度11%,接种量7%,22℃发酵92h,获得的羊肚菌保健酒色泽、风味俱佳。

二次正交旋转组合设计法优化咸蛋清酶解条件

在木瓜蛋白酶酶解咸蛋清的单因素实验基础上,采用二次正交旋转组合设计实验方法对酶解工艺进行了优化。建立了底物浓度(X1)、加酶量(X2)、温度(X3)、pH(X4)与水解度(Y)的经验数学模型:Y=25.77583-4.01800X1+1.42650X3-1.48800X4-1.52933X21-2.50133X22-3.44708X23-3.02933X24+1.05450X1X2-1.58850X2X3。该模型的R2=96.49%,R2adj=94.14%,说明回归方程对实际拟合情况较好,自变量和响应值之间线性关系显著。最终得到咸蛋清酶解最佳条件为:底物浓度3%、加酶量5000U/g、酶解温度50℃、pH5.5、酶解6h。最佳条件下酶解咸蛋清水解度高达26.18%;氮收率可达93.47%。

二次正交旋转组合设计优化水酶法提取牡丹籽油工艺

以牡丹籽为原料,采用水酶法提取牡丹籽油。通过单因素试验,研究酶解温度、酶解时间、酶添加量、液料比对牡丹籽油提取率的影响,在此基础上,采用二次正交旋转组合试验对提取工艺条件进行优化。结果表明,各因素对牡丹籽油提取率的影响强弱顺序依次为酶解温度、液料比、酶添加量、酶解时间,水酶法提取牡丹籽油的最优工艺条件为:酶解温度52℃、液料比3∶1、酶添加量3.6%(以牡丹籽质量计)、酶解时间4 h,在此条件下牡丹籽油提取率可达92.8%。

二次正交回归在水泥三组分最优设计中的应用

正交试验法试验次数少试验点代表性好,在样本数少的情况下能建立系统的二次正交回归模型,便于指导试验和生产。粒料稳定专用水泥的配合比设计是一种三组分最优设计,采用二因素二次正交回归实验方法对这种水泥的配合比进行了设计,得出了以7 d强度为考察指标的二次回归方程,并通过数值分析计算出专用水泥的最优配比,经过F检验,回归方程显著性好,最优配比准确,省去大量的实验工作量,正交回归是三组分设计的良好实验方法。

热扩渗铝工艺对碳钢表面渗铝层组织及性能的影响

采用二次正交回归试验方法,研究了碳钢的热扩渗铝温度、时间与铁铝金属间化合物层厚度的关系,得到最优的热扩渗铝工艺参数,并对热扩渗铝前后的试样浸铝层组织形貌与性能进行了分析。结果表明:理想的扩渗铝温度为950℃,保温时间为6 h。经扩渗铝处理后的试样表面获得了一定厚度的铁铝金属间化合物扩渗层,其硬度及高温抗氧化性能均优于未进行扩渗处理的试样。

基于上限分析的边坡稳定可靠性评估

从塑性极限分析出发,基于上限分析构建边坡极限状态可靠度计算模型;针对状态函数高度非线性导致常规可靠度方法求解时存在困难的问题,将响应面模型作为极限状态函数与可靠度计算间"桥梁",利用二次正交原理优化取样点,建立考虑参数相关性的二次响应面替代函数。利用JC法直接求得边坡可靠指标的一个上限解,讨论了单个及多个参数变异性对边坡可靠度的影响。

蓝靛果酒酿造工艺优化

分别考察了果胶酶添加量、酵母添加量、初始糖度及初始pH值等因素对蓝靛果酒感官评价的影响,并采用多项式回归分析进行了数学模型。蓝靛果酒发酵的最佳工艺参数:果胶酶添加量0.34‰,酵母添加量1.48g/L,初始糖度20°Bx,初始pH值为3.6,在此优化条件下得到的蓝靛果酒感官评价得分81.01,与回归方程的预测值(80.75)基本一致。正交试验设计结合多项式回归可用于蓝靛果酒发酵工艺参数优化。

直动电磁阀参数设计与分析

控制棒水压驱动技术是清华大学核能与新能源技术研究院具有自主知识产权的一项新型发明专利技术,组合阀属于该项技术的关键部件。组合阀由3个直动电磁阀组成,电磁阀的性能直接影响组合阀的性能,从而影响控制棒水压驱动技术的运行性能。本工作运用二次回归正交试验拟合方法和复合形优化方法,对直动电磁阀的参数进行了设计和分析,并进行了部分实验验证。分析结果表明:输入直动电磁阀的电流数值对电磁力大小影响最大;通过优化方法可以得出直动电磁阀的优化设计参数和最大电磁力。

电导法结合二次回归正交旋转组合设计确定黄瓜果实低温冷害临界值

为探索黄瓜果实对低温的忍受能力,为安全运输提供理论依据,本实验采用电导法结合二次回归正交旋转组合设计来确定黄瓜果实低温冷害临界值。以黄瓜电解质外渗百分率为冷害指标建立模型,得到回归方程Y=17.279 244+0.996 139x_1+3.617 484x_2-0.142 947x_1~2-0.136 832x_2~2,根据模型得出电解质外渗百分率在黄瓜受到冷害时的临界值及温度、时间对冷害的影响。最终通过验证实验确定黄瓜受到冷害时电解质外渗率的临界值为17.28%。

二次回归正交组合设计与综合相关系数法对耐热纤维素酶基因工程菌发酵条件的优化与分析

目的:研究耐热纤维素酶基因工程菌的规模化生产。方法:采用二次回归正交组合设计试验对内切纤维素酶重组菌的发酵条件进行优化,利用综合相关系数分析法分析因素影响程度以及相对重要性。测定菌体生长的生物量、内切纤维素酶活性。结果:影响因素与纤维素酶活性间的二次回归方程为:Y2=45.858-1.653Z1-1.258Z2Z3-2.012Z12-1.499Z22-1.415Z32-1.719Z42,方差分析具有显著性。内切纤维素酶重组菌产酶的最佳发酵条件为:添加15.9g/L乳糖、10g/L麸皮、15g/L硫酸铵、5g/L玉米浆、1.0g/L碳酸钙;理论产酶量最好为46.5357U/mL;在诱导时间约为4h,实际实验酶产量达70.78U/mL。综合相关系数分析表明:4个影响因素的重要性依次为:诱导剂X1(乳糖)>氮源X3(硫酸铵和玉米浆)>钙质量浓度X4(碳酸钙)>碳源X2(麸皮),相互间通过交互对纤维素酶活性的间接影响都非常大,直接影响作用较小。结论:通过使用综合相关系数分析与二次回归正交组合分析,两者结合使用有互补性,能够较好地指导耐热纤维素酶基因工程菌发酵条件的优化。

电场活化聚合物变形的建模与仿真

电场活化聚合物在直流电场作用下会产生大幅度的应变,具备作为微型机械中电致动器基础材料的可能性,甚至被视为将来在机器人、特别是微型机器人中制造人造肌肉的理想材料。本文在定量试验研究的基础上,采用二次正交回归试验方法建立了电场活化聚合物变形的模拟仿真数学模型,在AutuCAD平台上用Visual Lisp语言开发了电场活化聚合物变形的模拟仿真程序,获得了令人满意的仿真结果。

二次正交旋转试验对麦秸塑料复合材料冲击强度影响

选用农作物秸秆-麦秸粉和热塑性塑料-高密度聚乙烯(HDPE)为原料,添加马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为改性剂,利用单双螺杆挤出机组,采用熔融挤出方式制备麦秸塑料复合材料。在其它条件固定的情况下,研究双螺杆挤出机温度、转速和麦秸粉含量等因素对麦秸塑料复合材料冲击强度的影响,设计二次正交旋转回归组合试验方案对双螺杆挤出工艺进行优化。麦秸塑料复合材料的冲击强度与双螺杆挤出机的温度和转速以及原料中麦秸粉添加比例存在一定的相关性,通过试验建立了麦秸塑料复合材料冲击强度(y)对双螺杆挤出机温度(x1)、转速(x2)、麦秸粉比例(x3)三个试验因素之间的正交回归模型方程:y=17.98106-0.82505 x21-0.94349x22-1.00182 x23;从模型推知,当温度为160℃、双螺杆转速为30 rpm和麦秸粉用量为60%时,冲击强度达到最大值17.98 kJ/m2,实验验证结果与模型值相符。研究结果对提高麦秸塑料复合材料冲击强度和优化工艺参数具有重要的指导意义和应用价值。

嫩化剂嫩化重组牛肉的工艺和效果

采用单因素试验和二次回归正交旋转组合设计试验,对牛肉嫩化工艺进行研究,并借助DPS统计分析软件研究复合磷酸盐和碳酸氢钠对牛肉嫩度的影响。结果得出最佳嫰化工艺配方为复合磷酸盐用量0.1%(质量分数)、碳酸氢钠用量0.8%(质量分数)。在此条件下重组牛肉剪切力值(以质量计)可达到1.57kg,比原料肉1.87kg降低了15.59%,比对照组1.77kg降低了10.88%,具有较好的嫩化效果。

适用于获取最优化配方的一种算法

本文应用印楝种仁提取物（F3）与敌敌畏混配为例，以斜纹夜蛾（Spodopteralitura）为目标害虫，介绍一种适用于获取最优化配方的算法，在二次通用回归旋转组合设计的基础上，经参数辨识，获取二次回归方程，经失拟性、回归显著性检验，本方程基本能够反映杀虫剂用量与斜纹夜蛾幼虫死亡机率值之间的关系．在害虫防治实践中，要求在防治费用最小的基础上，目标害虫有最大的死亡率.因此，以防治目标害虫的费用作为优化算法的目标函数，以害虫死亡机率值最大作为约束条件，有如下的一组优化算式为目标函数约束条件式中a1，a2分别为参试杀虫剂1，2最低用量，b1，b2则为相应的最高用量．C1，C2分别为杀虫剂1，2的单价，N1，N2为杀虫剂l，2的用量．Y为目标害虫死亡机率值回归方程．本文所依据的试验设计中，以对数函数关系变换编码值与使用浓度之间的关系，所以应用拉格朗日求极值原理求取最优化配方．由计算所得的混配比例与其他方法所获结果一致．

超声波提取菜籽粕中水溶性蛋白工艺的研究

以醇变性菜籽粕为原料,采用超声波提取水溶性蛋白,在单因素试验基础上,采用二次正交旋转组合方法,优化得到最佳提取条件为:pH值13,提取时间12 min,提取温度35℃,醇变性菜籽粕质量分数3%,在此条件下,水溶性蛋白质量分数达45.97%。

二次规划的一种解法研究

提出一种求解二次规划问题的方法。这种方法可快速、准确地得到问题的解。本方法已有效地运用于转炉炼钢自动化系统的建模与控制,取得了满意的结果。