基于交叉迭代法的车辆-轨道非线性空间耦合振动模型及算法改进

针对车辆-轨道非线性空间耦合系统动力学分析计算量大、计算耗时长及计算精度难以保证的问题,对车辆-轨道非线性空间耦合振动模型和交叉迭代法进行改进。运用有限元法分别建立车辆和轨道空间子系统动力学模型,在基于“迹线法”构建轮轨接触几何关系的基础上,提出“投影对点作差法”搜索轮轨空间接触点位置,并引入轮轨准弹性接触对其进行修正,精细化轮轨接触关系;结合车辆-轨道非线性空间耦合系统特点,改进基于Newmark数值积分的交叉迭代求解系统动力学方程的算法,并给出完整的数值计算步骤。通过与相关文献进行对比,验证改进模型和算法的有效性。结果表明:改进模型的分析精度更高,搜索轮轨空间接触点位置的速度更快;改进算法的计算过程更完善,步骤更清晰;改进的模型和算法在提高计算精度的同时,仍然具有较快的计算效率,且使数值编程更易实现,方便工程应用。

车辆-轨道空间非线性耦合系统交叉迭代算法及应用

基于有限元法建立了车辆-轨道空间非线性耦合系统动力学模型,提出了将迹线法融入交叉迭代法求解车辆-轨道空间非线性耦合系统动力学的方法。车辆-轨道空间非线性耦合模型包含车辆子系统和轨道子系统,其中车辆子系统为31自由度的整车模型,轨道子系统采用空间梁单元、黏弹性弹簧阻尼元件和三维块体单元模拟,两子系统通过轮轨相互作用实现耦合。轮轨接触几何关系采用“迹线法”与“最小距离法”计算,运用Newmark数值积分交叉求解车辆子系统动力学方程和轨道子系统动力学方程。为验证算法的可行性,进行了算例对比计算。作为应用实例,分析了CRH2高速动车通过CRTSⅡ无砟轨道时引起车辆和轨道结构的动力响应,并选择列车速度和轨道不平顺对车辆-轨道耦合系统动力响应的影响进行了参数分析。计算结果表明,将迹线法融入交叉迭代法求解车辆-轨道空间非线性耦合系统动力问题的算法具有计算精度高、收敛速度快和程序编制容易的特点。

应用模糊模式识别交叉迭代模型优选水库兴利调度决策方案

确定水库最优兴利调度决策方案是兴利调度中的难点。根据多个可行方案,用同时确定目标的权重和方案隶属度模糊模式识别交叉迭代模型进行优选。由于在推荐的方案中隐含兴利调度特点,因此,优选的结果合理、客观。

监督模糊模式识别交叉迭代模型

从模糊模式识别概念出发 ,建立一种以决策者经验、偏好为监督 ,在方案优属等级识别过程中确定最佳目标权重和方案优属度的监督模糊模式识别交叉迭代算法 ,该算法集成了决策偏好信息完全未知、部分未知、完全已知的主客观权重识别方法。

模糊模式识别交叉迭代模型与收敛性

在作者模糊模式识别理论的基础上 ,提出模糊模式识别交叉迭代模型 ,并给出了其收敛性的严格数学证明 ,进一步丰富了模糊模式识别理论新体系 。

车辆-轨道非线性耦合系统交叉迭代算法及应用

运用有限元法建立车辆-轨道非线性耦合系统振动分析模型,该模型包含车辆、轨道两个子系统,其中车辆子系统为附有二系弹簧的整车模型,轨道结构子系统为离散的三层弹性梁模型。两子系统通过轮轨非线性接触力和位移协调条件实现耦合。针对车辆-轨道非线性耦合系统动力学方程提出了交叉迭代算法。为加速迭代收敛速度,引入松弛法对轮轨接触力进行修正。为证明算法的正确性,进行了算例验证。同时还给出了CRH3高速动车在有砟轨道上运行时引起车辆和轨道振动的实例,分析中考虑了轮轨线性和非线性接触及不同列车速度对车辆和轨道结构振动的影响。计算结果表明交叉迭代算法具有程序编制简单、收敛速度快、用时少、精度高的优点;采用轮轨线性接触模型得到的车辆和轨道结构的动力响应比轮轨非线性接触模型得到的结果要大,其中位移、加速度最大值和振幅增大范围约在15%以内,轮轨接触力最大值和振幅增大范围约在5%以内。

交叉迭代诊断知识库的设计

针对传统知识表示方法存在的不足,依据故障树分析法的思想设计了一种新型的交叉迭代的诊断知识库结构,并将其用于雷达整机故障诊断专家系统中.按照故障树分析法的思想和步骤,给出了交叉迭代知识库的设计方案,较好地提高了系统的运行效率.

交叉迭代算法求解车辆-轨道非线性耦合方程的收敛性讨论

运用有限元法建立车辆-轨道非线性耦合系统动力分析模型,该模型将车辆-轨道系统以轮轨接触为界限分成车辆,轨道两个子系统并通过轮轨接触力的平衡和位移协调条件耦合在一起。通过交叉迭代算法分别求解车辆,轨道系统的运动方程,此时每一步都需要判断使之满足轮轨几何相容条件和相互作用力平衡条件,这样对时间步长的选取要求较高,但是如果时间步长超过某一限值,易于导致迭代失败。引入了修正因子对轮轨接触力进行修正,这不仅可以放宽对时间步长的选取,还能加速收敛,提高计算效率。为验证算法的正确性,不仅进行了算例验证,还给出了引入修正因子的交叉迭代算法求解车辆-轨道非线性耦合系统动力学方程的算例,算例中考虑了不同的时间步长和不同的修正因子对交叉迭代算法收敛速度的影响。计算结果表明引入修正因子的交叉迭代算法具有程序编制简单、收敛速度快、用时少、精度高的优点。

基于迭代学习交叉耦合的轮廓误差控制方法研究

针对进给伺服系统传统控制方法产生的各轴特性不匹配、控制精度不佳、抗扰动能力不足等问题,提出一种基于自抗扰控制(ADRC)和迭代学习交叉耦合控制(ILCCC)的轮廓跟踪控制算法。对于空间任意轮廓曲线,所提算法在三轴联动条件下,通过不断的迭代学习过程,优化分配给各轴的轮廓误差补偿量,加快伺服轴动态响应的同时,有效抑制伺服系统的轮廓误差。在仿真平台下建立控制器数学模型,对空间直线和空间螺旋线轨迹进行了三维跟踪验证。研究结果表明:与ADRC控制算法和ADRC+PIDCCC控制算法相比,ADRC+ILCCC控制算法在轮廓误差的最大绝对值、累计值以及平均值等指标上均有很大改善,证明了所提算法的优越性。

轴承故障动态检测的迭代交叉信息熵方法

将小波包变换和迭代交叉信息熵有机结合,从检测信号信息量差异性的角度出发,提出一种设备故障动态检测的新方法。该方法的核心是动态选取时间相邻的两帧振动信号,对两帧信号作小波包分解得到等频宽的分解信号,计算分解信号不同时间段的能量,得到信号的尺度分段时间能量矩阵,以尺度分段时间能量矩阵作为一种信息的划分,计算两帧信号的迭代交叉熵,用熵值来表征信号的差异性而检测出故障。检测实例验证了该方法的有效性,检测的实时性好、准确性高。

基于RBF神经滑模的XY平台迭代交叉耦合控制

永磁同步直线电机(PMLSM)直接驱动XY平台的轮廓加工精度会受负载扰动、双轴参数不匹配以及周期性轮廓误差的影响.针对这一问题,采用RBF神经滑模与迭代交叉耦合控制相结合的方式对两轴运动进行协调控制.设计RBF神经滑模控制器用以削弱负载扰动对加工系统的影响.采用实时轮廓误差法估算出轮廓误差模型,并且将轮廓误差作为控制器的输入,设计迭代交叉耦合控制器用以削弱双轴参数不匹配和周期性轮廓误差对加工性能的影响,实现跟踪误差与轮廓误差的同时减小.仿真结果表明,所设计控制系统具有较强的鲁棒性和较高的轮廓精度.

基于双迭代学习-交叉耦合的双轴误差控制

在双轴高精度轮廓加工中,单轴的跟踪误差和双轴间运动不协调产生的轮廓误差都会影响加工精度。文章提出了一种基于双迭代学习-交叉耦合的双轴运动控制策略,将单轴的迭代学习控制(iterative learning control,ILC)与双轴的交叉耦合控制(cross-coupled control,CCC)以及轮廓误差的ILC相结合。单轴的ILC用来改善单轴的跟踪性能,减小单轴的跟踪误差;双轴的CCC用以增加各轴之间的匹配程度,减小轮廓误差;轮廓误差的ILC可以提高轮廓的跟踪性能,进一步削减轮廓误差。仿真结果表明,双迭代学习-交叉耦合控制系统不仅能够有效降低单轴的跟踪误差,而且能显著减小轮廓误差。

双向聚类迭代的协同过滤推荐算法

协同过滤是电子商务推荐系统中广泛采用的技术,然而数据稀疏性会影响协同过滤的推荐质量。针对数据稀疏问题提出一种双向聚类迭代的协同过滤推荐算法,对初始得到的用户聚类和项目聚类进行交叉迭代调整,使得聚类簇达到较为稳定的状态。调整后聚类簇的内聚性更强,类之间的区分度更大。实验表明,在调整后的聚类簇中查找邻居将更加准确,可以有效解决数据稀疏问题的影响,有利于提高推荐的准确性。

基于Newmark格式的车辆-轨道耦合迭代过程的改进算法

针对车辆-轨道耦合系统振动方程联立求解过程,考虑车辆和轨道2个子系统模型,提出一种将有限元法和非线性接触理论相结合的交叉迭代数值改进算法。该算法将子系统方程非荷载项矩阵进行修正和求逆的预处理,基于Newmark-β积分格式规则,构造具有较高收敛速度及精度的松弛因子函数和收敛准则函数,利用轮轨相互作用力在车辆系统与轨道系统之间的快速交叉迭代,改进并实现轮轨耦合关系的求解。研究结果表明:提出的算法正确、有效,极大地提高了动力学方程数值计算效率;时间步长对系统数值解的稳定性影响显著,松弛因子的合理选择,可起到加速系统迭代和增强迭代稳定性的作用;该算法在解决大型工程振动问题时更具高效求解的优越性。

基于ECT模型修正及算法优化的超音速分离流场图像重建

超音速分离器内流场参数的准确测量对其结构与性能优化至关重要,电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)能够实现非侵入式参数测量,其逆问题求解的数学模型主要通过线性化近似得到,忽略了非线性、“软场”效应等对结果的影响,使得当场域内介质分布的介电常数差异较大时,图像重建质量不高。针对上述问题,本文通过引入模型推导误差对ECT逆问题数学模型修正,在此基础上,根据目标函数的可分离特性,设计结合正则化与Split Bregman(RASB)的求解算法,分别对模型误差和待重构介质进行交叉迭代求解。最后通过仿真和实验手段对比分析了RASB算法、Tikhonov正则化算法、L1正则化算法和Landweber算法重建图像效果,结果表明所提算法RASB可以减小线性化近似产生的误差,削弱噪声对图像重建结果的影响,重构的介质分布更加准确,图像中伪影更少。RASB算法对几种模型重建图像的平均相关系数为0.8964,高于Tikhonov正则化算法的0.8353、L1正则化算法的0.8496和Landweber算法的0.8681。

轨道交通环境振动半解析预测方法

准确预测列车引起的环境振动对轨道交通减振降噪具有重要作用。建立点源冲击荷载作用下的轨道-半无限区域大地模型,推导预测列车在轨道上运行时引起大地振动加速度的解析公式。根据该公式,提出基于模型计算列车荷载密度和现场实测大地线源振动传递导纳的轨道交通环境振动半解析预测方法。为验证预测方法的正确性,选择昌九城际铁路某轨道区域实测大地线源振动传递导纳和地面测点振动加速度响应。根据试验区域的轨道结构类型和开行的列车类型,建立列车-轨道非线性耦合系统动力学模型,运用交叉迭代算法求解列车-轨道耦合系统动力学方程和计算列车荷载密度。运用预测公式得到地面各测点振动加速度级。预测结果与实测数据吻合良好,地面各测点加速度幅值及在频域中的分布规律具有很好的一致性,说明了预测方法的正确性。该方法具有预测精度高,容易实施的特点。

基于分层控制的AGC与AVC自动优化协调控制策略

电力系统自动发电控制(AGC)与自动电压控制(AVC)的控制目标和受控对象之间存在交互影响,而且容易引发重复调节和安全性等问题。文中建立了基于分层的AGC和AVC综合优化协调控制体系,在时间维度对有功频率和无功电压进行分解协调,并给出各控制层的设计方案。在上层对发电厂有功和无功功率进行优化协调并给出经济、安全、优化的参考设定轨迹,在下层的协调控制环节,通过改进超前AGC的控制策略,实现了电力系统综合降耗,并研究了AGC机组的超前调节将对系统的无功电压产生的影响,通过配合相应的无功电压控制指令,实现电力系统经济性和安全性的优化协调控制,从而使系统运行在多目标准优化区域内。同时采用交叉迭代的思想对AGC与AVC的控制指令进行校核修正,得到综合协调控制指令,最大限度地降低2类控制指令相互之间的负面影响。计算机仿真研究证明了所提出和设计的控制系统、策略和方法的有效性。

基于GIS的乌梁素海水体富营养化状况的模糊模式识别

利用基于MATLAB 7.0实现的模糊模式识别交叉迭代模型对2006年5—10月分布于乌梁素海各水体功能区的21个水质监测点的富营养化等级进行了模糊模式识别,并在GIS技术支持下,用Arcview的空间分析功能绘制富营养化等级识别结果、对富营养化状态影响权重最大的评价指标总氮(TN)含量和富营养化状态控制元素总磷(TP)含量对应的富营养化等级水体和地表水质等级水体的空间分布月变化Grid专题图.将富营养化状态变化及其分布区域与乌梁素海同期水质监测指标浓度变化及其分布区域进行对比分析及验证.结果表明,富营养化等级识别结果的时空分布与实际情况相符,能够比较准确地反映富营养化等级定量的时空变化趋势.

考虑N-1安全约束的220kV片区电网最大供电能力计算

电网最大供电能力(TSC)的准确计算可有效引导电网的规划和运行。在考虑N-1静态安全约束的交流潮流非线性模型的基础上提出了一种完整电网模型与220kV片区电网模型交替迭代的方法来求解220kV片区电网的TSC,该方法在缩减计算规模、加快计算速度的同时,能有效地提高计算精度。实际电网中对负荷分配均衡性有一定的要求,因此,提出了考虑负荷均衡平衡的TSC计算模型。最后,以广州某220kV片区电网为算例分别对所提出的模型和不考虑负荷均衡平衡的模型进行了TSC计算,并对其结果进行了对比分析,验证了所述方法和模型的可行性与有效性。

模糊数学方法优选高炉喷吹煤

以现行《高炉喷吹用煤技术条件》中对高炉喷吹煤的理化性能及可磨性的要求为基础,增加了描述高炉喷吹煤燃烧性、反应性、输运性、安全性的性能指标,形成了更为全面的高炉喷吹煤性能指标体系。指标数量的增加使得指标之间的重要性关系变得更为复杂,具有很强的模糊性,给体系的应用带来了困难。模糊数学能很好地解决这个问题。具体过程是:在指标体系中选定适合定量分析的性能指标,并定义各指标相对优属度的计算方法,采用模糊模式识别交叉迭代模型计算指标权重,得到优选结果。使用该方法对某炼铁厂11种喷吹煤进行优选,优选结果与现场人员意见相符。