基于EDEM的青稞接触参数仿真标定

针对青稞品种多样,且部分接触参数难以直接测量的问题,本研究以青稞的休止角为响应值,对青稞的接触参数进行标定。采用响应面法:通过Plackett-Burman试验对青稞的8个离散元仿真参数进行筛选,得到对青稞休止角有显著性影响的三个因素:青稞—青稞的静摩擦系数、青稞—青稞的滚动摩擦系数、青稞—pla平板的静摩擦因数;通过最陡爬坡试验确定三个显著因素的最优取值范围;在此基础上进行Box-Behnken试验,建立休止角与显著性参数的二阶回归模型,并对方程进行优化,求得显著性参数的最优参数值:青稞—青稞的静摩擦系数0.19、青稞—青稞的滚动摩擦系数0.01、青稞与pla平板的静摩擦因数0.43。最后进行仿真验证试验,结果表明仿真试验所得休止角与实际休止角值误差为0.64%,误差很小表明仿真标定的参数是可信的,可以为今后的青稞排种器的研究提供参考。

车用汽油机初始喷油脉谱的仿真标定

针对传统台架试验法标定初始喷油脉谱缺乏严格的科学性、效率较低的缺点,提出了基于汽油机模型仿真标定初始喷油脉谱的控制策略。以Matlab/Simulink为平台,构建由汽油机模型和比例积分控制器组成的初始喷油脉谱标定用模型,并验证其有效性。在此基础上,通过调整比例积分控制器的相关参数控制外部负荷以稳定汽油机转速,进而获取相应工况下的喷油脉谱数据。为简化标定过程,设计相应程序自动调用标定模型进行动态仿真。结果表明,该策略明显缩短了开发周期,降低了费用,从而提高了标定效率,为汽油机的标定优化提供了可能性。

双孢菇麦粒菌种离散元分析参数试验研究及仿真标定

为确定双孢菇麦粒菌种EDEM离散元仿真参数,通过实测试验测得其3轴尺寸、含水率、千粒质量、颗粒密度等本征参数,借助Matlab图像处理技术测得双孢菇堆积角为25.25°。利用EDEM仿真软件设计Plackett-Berman试验和二次回归通用旋转组合试验,筛选显著因素并建立二次回归模型,进而得出双孢菇麦粒菌种离散元仿真分析参数最优组合,泊松比为0.305,剪切模量为5.07 MPa,颗粒密度为1 916 kg/m^3,种间碰撞恢复系数0.5、滑动摩擦因数0.4、滚动摩擦因数0.018,种与塑料的碰撞恢复系数为0.335,滑动摩擦因数为0.55,滚动摩擦因数为0.055。设计验证试验结果表明,该参数组合下的仿真试验和实测试验结果无显著差异。标定所得双孢菇麦粒菌种仿真分析参数组合可为麦粒菌种仿真试验提供参考。

基于EDEM烟草营养土参数标定

为获得准确的烟草营养土离散元参数,采用仿真试验和台架试验相结合的方法,开展烟草营养土离散元仿真参数标定。以烟草营养土休止角为响应指标,采用Hertz-Mindli(no slip)离散元接触模型,设计Plackett-Burman试验,对烟草营养土离散元参数进行因素筛选,对烟草营养土休止角有显著性影响的因素分别为营养土间静摩擦系数、营养土间滚动摩擦系数和营养土—玻璃静摩擦系数;进行三因素三水平的Box-Behnken试验,获得各因素与烟草营养土休止角之间的回归方程。烟草营养土离散元模型参数标定结果为:静摩擦系数0.67、滚动摩擦系数0.35、营养土—玻璃静摩擦系数0.35。在标定所得的离散元模型下,仿真试验所得休止角与台架试验所得休止角值相对误差为2.59%。

蚕豆种子离散元模型仿真参数标定

为确定蚕豆种子离散元模型仿真参数,采用基本球单元组合方法建立蚕豆种子离散元模型。通过物理试验测定蚕豆种子与钢板间接触参数,在EDEM软件中对蚕豆种子离散元仿真参数进行标定,得到蚕豆种子与钢板间碰撞恢复系数为0.46、静摩擦系数为0.437和滚动摩擦系数为0.053。以种间接触参数为因素,以实测堆积角与仿真堆积角相对误差为指标,进行最陡爬坡试验、3因素二次正交旋转组合设计试验,得到蚕豆种间碰撞恢复系数为0.25、静摩擦系数为0.53和滚动摩擦系数为0.083。利用最佳参数组合进行仿真试验,蚕豆种子堆积角实测值与仿真值的相对误差为1.1%。结果表明,标定的仿真接触参数可用于蚕豆种子颗粒的离散元仿真。

微观仿真参数敏感性自动化分析方法与实证

微观仿真模型参数标定是仿真技术得以科学应用的前提,针对微观仿真模型参数敏感性分析过程繁杂、实验量大、消耗时间长等问题,提出一种基于决策树方法的微观仿真参数敏感性分析的自动化实现方法,包含实验设计、仿真模型赋值与运行、结果汇总和敏感性分析四大模块。研究对各个模块的实现流程进行详细说明,并以快速路交织区为仿真场景,实证分析微观仿真模型中各类参数对宏观交通流延误、车辆运行速度以及交通流率这三个指标的敏感性。

木薯种茎参数测量及EDEM仿真参数标定

针对预切种木薯种植机排种器排种仿真缺乏种茎离散元模型问题,通过Creo建立了木薯种茎的三维模型,根据三维模型在EDEM软件中构建木薯茎秆的离散元模型,通过物理试验测量了种茎的接触参数,对测得的参数进行EDEM软件标定,以堆积角度数作为评价指标得到标定的最佳结果,并对标定的参数进行验证。结果表明:标定的木薯种茎接触参数结果和实际结果相差较小,所构建的木薯种茎离散元模型能够用于预切种木薯种植机排种仿真,可为排种器仿真优化设计提供参考。

不同含水率黏重黑土与触土部件互作的离散元仿真参数标定

为了获得可用于东北地区黏重黑土与触土部件相互作用的离散元仿真模拟参数,该文利用EDEM中Hertz-Mindlin with JKR Cohesion接触模型对不同含水率的东北地区黏重黑土进行相关参数标定,针对含水率在10%～20%的实际作业环境,分别配置含水率为12.46%±1%和17.15%±1%的2种黏重黑土,以土壤颗粒间的滚动摩擦系数、恢复系数、表面能参数及静摩擦系数为标定对象,并以土壤颗粒的仿真堆积角为响应值,基于Box-Behnken的响应面优化方法得到堆积角回归模型,并对回归模型进行寻优,得到2种含水率的模型参数优化解,并给出了模型参数范围。测定了4种含水率下黏重黑土对3种触土部件材料(65Mn、UHMW-PE和PTFE)的静摩擦系数,并以此为基础分别对65Mn(典型铁基材料)和PTFE(典型低表面能材料)板进行斜面试验,以含水率为17.15%±1%的黏重黑土为试验对象,分别搭建斜面物理试验平台和仿真模型,以土壤颗粒与触土部件材料之间的滚动摩擦系数、恢复系数、表面能参数及静摩擦系数为标定对象,以仿真得到的土球在65Mn和PTFE板上的滚动距离为响应值,基于响应面优化法得到滚动距离回归模型,以实测的滚动距离为目标对回归模型进行寻优,得到黏重黑土对2类典型触土部件材料接触模型参数的优化解。研究结果表明,标定优化后的土壤模型能够近似代替真实的东北地区黏重黑土进行仿真,可利用标定后的参数进行黏重黑土与触土部件间的离散元仿真,可为东北黏重黑土作业条件下的农业机械触土部件仿生减阻设计与优化提供基础数据。

蓝亚麻蒴果离散元模型仿真参数标定

【目的】对蓝亚麻蒴果离散元模型仿真参数进行标定.【方法】通过查阅文献法、物理试验法测定了蓝亚麻蒴果的基本物理参数(千粒质量、含水率、三轴尺寸、密度、泊松比、剪切模量)和接触力学参数(碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数)的取值或取值范围.以物理试验法测定的各参数为仿真试验参数选择依据,利用Minitable18软件进行Plackett-Burman试验设计,对物理试验法粗测得的参数进行显著性筛选;进一步以实际休止角与仿真试验休止角的相对误差作为评价指标,对显著性参数进行最陡爬坡试验,通过仿真逼近预测法对显著性参数进行寻优.最后,以较优参数组合进行仿真试验验证,测得对应仿真试验休止角,并与实际休止角进行对比.【结果】Plackett-Burman试验结果表明:蓝亚麻蒴果间的滚动摩擦系数对仿真试验蒴果休止角影响显著;由最陡爬坡试验结果可得蓝亚麻蒴果间的滚动摩擦系数为0.18;仿真试验验证结果表明:仿真试验休止角与实际休止角相对误差为0.95%.【结论】应用上述各方法及优化试验来标定蓝亚麻蒴果离散元模型仿真参数是可行的.

不中断交通高速公路改扩建交通仿真参数标定

针对不中断交通高速公路改扩建工程的交通特性与组织特点,提出了敏感性分析与正交试验结合的标定方法,并对算法标定内容进行了研究。首先,确定了待标定参数及关键指标的选取依据,构建了不同水平下的参数指标组合矩阵,在此基础上,以敏感性分析与正交试验结合的方法筛选出最具代表性的指标参数集加以校正,梳理并修正了标定流程。研究结果表明,所提方法能有效标定仿真参数,对改扩建工程的交通仿真模型构建具有借鉴。

微观交通仿真模型参数标定发展与优化实证研究

微观交通仿真模型参数标定结果可移植性差、解释性差是制约仿真技术应用的瓶颈,在总结梳理当前微观仿真模型参数标定发展历程的基础上,提出了精细分类标定和分类取值的思想与具体实施路径.结合以往方法形成4种交叉对比方案,以城市信号交叉口为模拟对象,通过仿真实验对该4种方案的标定结果进行比选分析,结果显示所提出优化方法在参数标定结果上更具有物理解释力,在标定实验结果上准确性更高,证实对多种类参数进行精细化区分是提高标定效果的有效途径.

基于最大似然估计法的加速度计误差参数标定方法

为降低捷联惯导系统误差参数标定过程对高精度转台的要求,提出一种基于最大似然估计的模观测标定方法。在考虑噪声影响的情况下建立加速度计的误差参数模型,运用最大似然估计法对误差参数进行标定计算,并将标定结果的精度与所考虑参数模型的克拉美限相比较。结果表明,与传统标定方法相比,该方法标定精度相当,降低了对标定转台的要求,减少了标定时间,有较高的工程应用价值。

基于行驶工况的插电式混合动力公交车控制参数自动化标定方法

为解决行驶工况下插电式混合动力汽车控制参数仿真标定过程中标定参数选取缺少科学性和人工实时在线标定效率较低等问题,提出一种面向任意行驶工况的控制参数自动化标定方法。基于实际公交行驶工况,设计了正交试验对控制策略参数的油耗影响度进行分析,选取5个影响度较大的控制参数作为标定参数。利用优化算法自主寻优特性代替人工分析结果和调整参数,构建控制参数优化模型。利用Cruise、MicroAutoBox、Isight等工具开发出控制参数自动化标定的实时仿真平台。仿真结果表明:与人工标定相比,相同标定次数下自动化标定的时间缩短了75.51%,通过合理的转矩分配,减小了超级电容SOC的波动,标定后控制策略百公里燃油消耗降低了12.30%,从而验证了该标定方法的可行性。

电动车辆控制参数自动优化标定系统的研究及验证

为解决电动车辆控制参数依靠人工经验选取、优化模型缺少验证的问题,首先利用正交试验选取对综合评价指标影响较大的控制参数;其次利用Isight、dSPACE等工具,开发出自动优化标定系统仿真平台。通过优化算法自动选取参数及结果分析。最后利用台架对优化模型进行验证。仿真结果表明:优化后综合评价指标提高了19.74%,整车节油率达11.95%,动力性等各项指标均有提高。试验结果与仿真结果接近表明了该自动优化标定仿真系统的正确性。

桂枝茯苓胶囊混合过程离散元仿真研究:参数标定

混合过程是中药口服固体制剂成型共性关键环节之一。该文以桂枝茯苓胶囊浸膏粉和丹皮酚细粉为研究对象,分别测量了2种粉体的休止角、松密度和粒径,用于混合过程离散元仿真参数标定。在Hertz-Mindlin with JKR V2接触模型和颗粒缩放的基础上,采用离散元法首先标定了丹皮酚细粉和桂枝茯苓胶囊浸膏粉的仿真固体密度,然后通过Plackett-Burman试验设计筛选出对休止角模拟测定影响显著的关键接触参数,通过Box-Behnken试验设计建立了关键接触参数与模拟休止角之间的回归模型,基于回归模型对每种粉末的关键接触参数进行了优化。结果桂枝茯苓胶囊浸膏粉关键接触参数最佳组合为颗粒-颗粒静摩擦系数为0.51,颗粒-颗粒滚动摩擦系数为0.31,以及颗粒-不锈钢静摩擦系数为0.64,丹皮酚细粉关键接触参数最佳组合为颗粒-颗粒静摩擦系数为0.4,颗粒-颗粒滚动摩擦系数为0.19,丹皮酚细粉和桂枝茯苓胶囊浸膏粉颗粒间接触参数的最佳组合为碰撞恢复系数为0.27、静摩擦系数0.49和滚动摩擦系数0.38。验证结果表明,2种单一粉体休止角模拟值和实测值的相对误差小于1%,而两粉末质量比1∶1的混合粉体休止角模拟值和实测值的相对误差小于4%,研究结果为桂枝茯苓胶囊浸膏粉和丹皮酚细粉混合仿真实验提供了可靠的仿真物性数据。

无信号交叉口仿真模型参数标定优化与验证

为优化与验证微观交通仿真模型的微观参数标定方法,结合已有研究针对仿真模型全局参数与局部参数的讨论及对标定结果不同取值方式进行交叉组合,形成4种新的微观仿真模型参数标定方法,并选取等权无信号交叉口作为仿真场景进行分析验证。基于VISSIM仿真平台建立微观仿真模型,以通行能力作为校核指标,敏感性分析选取6个对校核指标影响较大的微观仿真模型参数作为局部参数标定对象,并通过遗传算法进行优化迭代。选取偏差在4%以内的参数组合方案作为标定结果取值分析对象,针对标定结果聚类递归取值选取分散度作为描述参数集中程度的指标。实测交叉口交通数据进行交叉验证试验,对比了4种参数标定方法模拟校核指标的精度,分析了不同全局参数标定方法以及标定结果不同取值方式对微观参数最终标定结果的影响。结果表明:工程实测获取全局参数标定的仿真模型更符合城市车辆实际运行特性,标定结果聚类递归取值能有效提升模型参数标定结果的可移植性;实测全局参数结合聚类递归获取局部参数的方法最为有效,可作为微观交通仿真模型参数标定方法优化研究方向,且为无信号交叉口微观交通仿真模型构建提供基础标定参数。

基于行程时间累积分布曲线的微观交通仿真模型参数标定

仿真模型参数标定是微观交通仿真技术科学应用的前提,以单个集计点作为校核目标制约了参数标定结果的可移植性。将校核对象拓展为多点组成的曲线,提出以行程时间累积分布曲线作为校核对象的模型参数标定思路,并结合动态时间规整算法(DTW算法)重新设计校核目标函数,提出基于Kolmogorov-Smirnov检验(K-S检验)、信息熵的标定结果有效性判定方法,优化微观仿真模型参数标定流程。然后以信号交叉口为仿真场景,应用遗传算法分别开展模型参数单个集计点校核标定和多点曲线校核标定的试验对比研究。结果表明:(1)与单个集计点标定方法相比,曲线标定方法输出的行程时间累积分布曲线与实测曲线相似度和K-S检验结果均更好,说明多点曲线标定方法标定结果精度更高;(2)仅用均值点去标定模型参数,模拟输出的行程时间累积曲线会存在多种分布,并不能刻画车辆通过交叉口的运行特征,均值标定方法多为一种组合优化问题,只考虑了模拟仿真结果与实测值的误差,并没有考虑实际车辆运行特性,因此并不能说明标定结果的有效性;(3)曲线标定方法比均值标定方法的标定参数集分布更集中,更符合实际驾驶行为特性,由此论证了曲线标定方法的有效性,同时选取试验外新交叉口验证了曲线标定方法得到参数标定结果的可移植性。

HC340LA动态力学性能研究及在碰撞工况中的仿真应用

利用万能试验机、液压伺服高速拉伸试验机和霍普金森杆3种设备,开展了HC340LA低合金高强钢多个应变速率的拉伸试验,得到了不同应变速率下的应力-应变曲线,研究了其动态力学性能。对高速拉伸试验数据进行二次开发,采用SwiftHockett-Sherby本构模型进行拟合外推,建立了HC340LA低合金高强钢的材料模型,并进行了纵梁部件落锤试验过程的数值模拟,数值模拟结果与落锤试验结果基本一致,验证了所建立的材料模型的准确性。同时,对比分析了液压伺服高速拉伸试验机和霍普金森杆设备的高速拉伸试验结果。结果表明:液压伺服高速拉伸试验机测量得到的中低应变速率动态曲线与材料准静态曲线有更好的对应关系;霍普金森杆设备适合更高应变速率的试验,无法精准获取材料的真实变形,只能准确测得材料的抗拉强度。